美國製造出人工仿生葉 效率比自然光合高出10倍

無論是一片樹葉、一棵小草，還是單個藻類細胞，都能夠通過光合作用，在陽光下把水和二氧化碳轉化為有機物並釋放出氧氣。如今，藉助最新技術，科學家們不但人工重現了這一過程，還超過了自然葉片的效率。

據科技日報8月13日報道，美國哈佛大學的研究小組開發出一種人工仿生葉，據稱該裝置能「吃」進二氧化碳產出生物乙醇，效率比自然光合作用高出10倍。如果得以推廣，將能在一定程度上緩解全球變暖和能源短缺問題。

哈佛大學開發的這種人工仿生葉，能「吃」進二氧化碳產出生物乙醇，效率比自然光合作用高出10倍（圖片來源：WISS INSTITUTE）

無論是一片樹葉、一棵小草，還是單個藻類細胞，都能夠通過光合作用，在陽光下把水和二氧化碳轉化為有機物並釋放出氧氣。如今，藉助最新技術，科學家們不但人工重現了這一過程，還超過了自然葉片的效率。

哈佛大學化學家丹尼爾·諾塞拉和他的團隊，聯手哈佛大學醫學院的生物學家帕梅拉·西爾弗的團隊製造出了一種神奇的「活電池」。這種被他們稱之為仿生葉裝置，能夠利用太陽能電池板所提供的電力，把水分解為氫氣和氧氣，而系統內的微生物以氫為食，能把空氣中的二氧化碳轉化為生物燃料。

據悉，該小組2015年就造出了第一款人工光合作用設備，用1升水可生產出216毫克的乙醇。不過該系統所使用的鎳—鉬—鋅催化劑在參與化學反應後，可能會產生一定的副作用讓參與反應的微生物中毒，從而影響後續進程。因此，他們一直在尋找更好的催化劑。

這種被稱為「仿生葉」的光能-化學能轉換系統可以利用太陽能將水分解為氫和氧，微生物再將氫和二氧化碳結合，生成生物燃料（圖片來源：WISS INSTITUTE）

研究人員最近在發表於《科學》雜誌上的論文中描述了一種鈷磷合金，該材料一直在塑料和金屬部件加工中作為防腐塗料。藉助這種新型的催化劑，研究人員對仿生葉進行了改進升級，讓其生產乙醇的效率提高了10%以上。據稱，每千瓦時的電能讓升級版的仿生葉消化130克的二氧化碳，產出60克的異丙醇燃料。這種轉化效率大約是自然界光合作用的10倍以上。

諾塞拉表示，通過消耗空氣中的二氧化碳來產生燃料，新的生物反應器技術不但能幫助緩解全球變暖問題，還能產生更清潔的能源，解決能源短缺問題，可謂一石二鳥。為便於商業化推廣，他們還將對該技術做進一步的優化。

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