英国剑桥大学化学系研究人员开发了一种太阳能技术，可以将二氧化碳和水转化为液体燃料，并能直接作为临时燃料驱动汽车发动机。研究结果发表在18日的《自然·能源》杂志上。

附在金属杆支架上的人造树叶。照片中可以看到光电阳极侧（绿色方块）。 
图片来源：论文第一作者莫蒂亚尔·拉哈曼

研究人员利用光合作用的力量，只需一步就能将二氧化碳、水和阳光转化为多碳燃料，即乙醇和丙醇。这些燃料能量密度高，易于储存或运输。与化石燃料不同，这些太阳能燃料可实现净零碳排放，完全可再生。与大多数生物乙醇不同，它们无需任何农业用地。

虽然这项技术仍处于实验室规模，但研究人员表示，他们的人造树叶系统是摆脱以化石燃料为基础的经济的重要一步。

几年来，研究小组一直在开发受光合作用启发的可持续的零碳燃料。此前开发的人造树叶只能制造简单的化学品，如合成气，这是一种氢气和一氧化碳的混合物，用于生产燃料、药品、塑料和化肥。但为了使这项技术更实用，它需要能够在单一的太阳能驱动步骤中直接生产更复杂的化学品。

现在，人造树叶可以直接生产清洁的乙醇和丙醇，而无需生产合成气的中间步骤。

研究人员开发了一种以铜和钯为基础的催化剂。催化剂经过优化，使人造树叶能够产生更复杂的化学物质，特别是多碳醇，如乙醇和正丙醇。这两种醇都是高能量密度的燃料，易于运输和储存。

此前研究已经能够使用电力生产类似的化学品，但这是第一次仅利用来自太阳的能量通过人造树叶生产复杂的化学品。

生物乙醇一直被视为汽油的清洁替代品，因为它是从植物而非化石燃料中提取的。但有声音认为，这依然是一项争议性技术，因为它们占用了很多可用于种植粮食的农田。如果换个思路，让阳光照射在人造树叶上，就能从二氧化碳和水中获得液体燃料，该是多么令人惊叹的化学现象！不过目前，该设备只是概念验证，科学家还在努力优化吸光器，使其能够更好地吸收阳光，同时也需改进催化剂，使其能够将更多的阳光转化为燃料。