把陽光變成汽油

在能源轉型、氣候變暖以及環境保護成為國際焦點問題的同時，太陽能無疑是一條可行的發展之路。目前的研究熱點是，將太陽能轉化為化學能——用光子誘發化學反應，製造碳氫燃料。

利用太陽光分解水，製造氫氣是研究比較多的一種方法。光伏電池板能夠通過電解把水分解為氫氣（H2）：它將陽光轉化為電力，把電力注入浸泡在水中的兩個電極，就可以將水分解為氧氣（O2）和氫氣。

「人造樹葉」是2011年由麻省理工學院的丹尼爾·諾塞拉的團隊研發的。人造樹葉整體浸泡在水中，它的中央是一片半導體，夾在兩層特殊的催化劑中。受光照的一面是鈷基催化劑，在這邊水分解產生氧氣（O2）。在「人造樹葉」的另一邊，氫離子H+和電子複合成為氫氣（H2）並以氣泡的形式逸出。

另一種方法是將CO2還原為簡單的含氧燃料（甲酸HCOOH或者甲醇CH3OH），或者烴（如甲烷CH4以及低碳烷烴Cn H2n + 1）。日本千葉大學泉康雄的團隊在2014年公布了一種裝置，該裝置能夠利用CO2和陽光合成甲醇。在一層聚合物電解質薄膜的兩邊分別塗有一層光催化劑。太陽輻射能夠在一邊產生氧氣，在另一邊產生甲醇（CH3OH）。

將二氧化碳轉化為太陽能燃料的研發工作在最近5年取得了重大進展。但是這些光催化系統的效率無法媲美植物的光合作用（圖中綠色區域）。前者的能量轉化效率必須超過後者至少10倍，太陽能燃料才有產業化的價值（藍色區域）。