植物不費(fèi)吹灰之力就能夠把光轉(zhuǎn)化為能量，科學(xué)家一直在努力向植物學(xué)習(xí)。目前，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一條最有希望的道路，將二氧化碳，水和陽光作為原料，產(chǎn)生氧氣和甲酸，同時(shí)存儲起能量。甲酸本身就是有工業(yè)價(jià)值的最終產(chǎn)品，同時(shí)又可用于制氫。

技術(shù)的關(guān)鍵是“相片”紙或叫做光催化劑紙。它上面是特殊的半導(dǎo)體粉末，借助鈷基催化劑，當(dāng)光子在水中撞擊到紙上時(shí)，電子相互作用，發(fā)生氧化反應(yīng)。

反應(yīng)不需要任何其他成分，并且只需陽光作為能量源。

英國劍橋大學(xué)的化學(xué)家 Qian Wang說：“我們對如此出色的選擇性反應(yīng)感到驚訝，它幾乎不產(chǎn)生無用的副產(chǎn)品。有時(shí)候情況并不如，但那是罕見的情況，實(shí)際上效果很好?！?/p>

盡管原型照相紙的規(guī)格僅為20平方厘米，但發(fā)明這種照相紙的科學(xué)家表示，擴(kuò)大規(guī)格相對容易，而且不會產(chǎn)生高昂的成本。

最終，他們認(rèn)為這些板材可以大陣列生產(chǎn)，類似于太陽能發(fā)電廠。而且，可以將生成的甲酸儲存在溶液中，然后根據(jù)需要將其轉(zhuǎn)化為不同類型的燃料。

在這樣的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，干凈高效的過程，沒有任何不需要的副產(chǎn)物是最誘人的。如果必須處理有害的工業(yè)廢物，可能會抵消任何可再生能源工藝的原本優(yōu)勢。

Wang說：“很難實(shí)現(xiàn)具有高度選擇性的人工光合作用，因此您需要將盡可能多的陽光轉(zhuǎn)化為燃料，而不是浪費(fèi)?！?/p>

來自同一實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)在2019年曾開發(fā)出“人造樹葉”。盡管與照片紙具有類似的特征，但后者更堅(jiān)固，更易于放大，并且所產(chǎn)生的燃料也更易于存儲(人造樹葉制成的儲能物質(zhì)是氣體)。

這并不意味著新技術(shù)已準(zhǔn)備好投入商用：研究人員首先需要提高反應(yīng)效率；他們還在嘗試用不同的催化劑得到不同的產(chǎn)品。

全面過渡到清潔能源的需求比以往任何時(shí)候都要迫切，但是正在籌建的項(xiàng)目數(shù)令我們感到鼓舞。但是，科學(xué)發(fā)現(xiàn)只是實(shí)際生產(chǎn)的序章。

“氣體燃料的存儲和副產(chǎn)物的分離可能會很復(fù)雜——我們要達(dá)到可以清潔生產(chǎn)液體燃料的程度，這種液體燃料要易于存儲和運(yùn)輸?！眲虼髮W(xué)的化學(xué)家Erwin Reisner說，“我們希望這項(xiàng)技術(shù)將為可持續(xù)和實(shí)用的太陽能生產(chǎn)鋪平道路?！?/p>

該研究已發(fā)表在《自然·能源》上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。