人造樹葉把二氧化碳轉化成燃料
人造樹葉構想圖。
哈維爾·加西亞·馬丁內斯
人造樹葉把二氧化碳轉化成糖類的效率，遠高於自然界的樹葉。植物吸收的光能中，僅有1%用於生產葡萄糖，而在上述人工系統中，太陽能轉化為化學能的效率可達約10%，這相當於每發1度電，就可以消耗180克二氧化碳。
從理論上說，人造樹葉這個概念是行得通的。樹葉利用太陽能，把二氧化碳轉化成糖類物質，為細胞活動提供能量。幾十年來，科學家不斷嘗試，希望設計出一種類似光合作用的過程，從而製造出可存儲下來，供日後使用的燃料。這樣就可以解決太陽能和風能行業目前遇到的一個主要問題——在沒有陽光或風的時候，無法產生能量。
過去幾年，眾多研究者致力於研究人工光合作用的一種形式——光催化分解水，形成氧氣和氫氣，而氫氣在很多綠色技術中都大有用處。要更進一步模擬光合作用，產生的氫氣還要與二氧化碳發生氧化還原反應，生成糖類物質。這樣才能像真正的樹葉那樣，只用二氧化碳、水和陽光就製造出燃料。如果成功，這將是一場能源革命，將使封閉系統成為可能（所謂封閉系統是指系統與環境之間只有能量交換，沒有物質交換），在這樣的系統中，排放出的二氧化碳會重新轉化成燃料，而不是加劇溫室效應。
一些研究人員正朝上述目標邁進。最近，一個研究小組宣布，他們可以在一個體系內同時分解水，並將二氧化碳轉化成燃料，而且效率很高。在2017年6月的《科學》雜誌上，美國哈佛大學的丹尼爾·G·諾切拉·A·希弗及同事，報道了這種生產液體燃料（具體來說是雜醇油，f usel al co?hol）的方法，人造樹葉把二氧化碳轉化成糖類的效率，遠高於自然界中的樹葉。
植物吸收的光能中，僅有1%用於生產葡萄糖，而在上述人工系統中，太陽能轉化為化學能的效率很高，相當於每發1度電，就可以消耗180克二氧化碳。
研究人員將這種利用太陽能分解水的技術做了一些調整（設計成只使用生物可兼容材料，以避免產生有毒化合物），然後將「仿生樹葉」與經過基因改造、能產生燃料的細菌組成一個系統，在這個系統中，細菌可以將二氧化碳（來自於空氣中）和氧氣（來自於仿生樹葉）轉化成液態燃料。令人驚奇的是，即便在二氧化碳濃度比較低的環境中，基因工程菌也能產生多種燃料和其他化學物質。
目前，研究人員正打算擴大試驗規模，改用廉價易得的金屬做催化劑。不過，要想實現商業化，研究人員仍需要大幅提高燃料產量。諾切拉稱，自己的團隊正在開發該技術的原型產品，並在和多家企業商談合作事宜。
諾切拉認為，這項技術還有更廣闊的應用前景。他發現，除了用於生產富含碳和氫的可再生能源，向該系統中添加另一種基因工程菌後，還可以直接在土壤中生成氮肥，在無法獲取傳統化肥的地方，可以用這種方法提高作物產量。
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