哈佛仿生叶技术大跃进！能源转化率更胜自然界光合作用

比尔．盖兹曾说，为了解决人类的能源问题，有一天我们得效仿大自然的光合作用，甚至未来能源转换效率还可能超越大自然，现在，那一天已经到来。
 
植物经过几十亿年的演化，习得了吸收阳光、水和二氧化碳，透过叶片转化成自身需要的葡萄糖，顺便放出氧气的大绝招，也就是所谓的“光合作用”。
 
过去人类试着重现光合作用的一部分，研发出以太阳能把水分解成氢气来发电的技术，但却无法用在只吃液体燃料的传统车辆与飞机上。
 
而哈佛大学研究团队在 2011 年曾提出一种新人造光合作用的系统，希望透过微生物的帮忙，把氢气进一步转化成液体燃料。现在这套靠阳光、水和空气产出液体燃料的“仿生叶”系统有了重大突破。
 
哈佛大学能源科学系教授丹尼尔．诺赛拉（Daniel Nocer）和哈佛医学院教授帕米拉．银（Pamela Silver）对外展示第二代的“仿生叶”系统，和第一代相比，能源转换效率大幅提升。相关研究已刊登在《科学》期刊上。
 
 
那么，“仿生叶”系统是如何运作的呢？首先研究团队以太阳能和催化剂，把水分解成氢分子和氧分子，再把这些氢，连同二氧化碳喂给细菌吃，最后就会被细菌们转换成液体燃料。
 
诺赛拉指出第一代仿生叶最大的问题在于，他们使用的催化剂“镍钼锌合金”，在生成氢气的同时也会产生活性氧，该物质会破坏细菌的 DNA。如果想要避免这种状况，仿生叶系统只能放在极端高电压的环境中运作，间接降低了转换效率。但在新一代的仿生叶系统中，团队找到一种不会产生活性氧的新催化剂“钴磷合金”，也就不需要提供高电压，让效率大大的提升。
 
 
 
哈佛科学团队宣称，第二代人造光合作用系统在使用纯二氧化碳的情况下，转换效率高达 10 %，即使用一般的空气也有 3 至 4 % 的效率，都比自然界植物光合作用的 1% 能源转换率来的高。
 
目前科学团队已经运用这套“仿生叶”系统产生出异丁醇、异戊醇及环保塑胶 PHB 等化合物，接下来将朝着商业化的目标继续迈进。
 
New bionic leaf can turn sunlight into liquid fuel
A Big Leap for an Artificial Leaf
（本文内容由 PanX 授权使用）