一個有效模仿自然光合作用過程的設備將代表能源研究人員的巨大突破，而劍橋大學的一個團隊在過去的十年中一直處於這一技術的前沿。其最新的進展涉及到一個裝滿光催化劑的無線薄片，可以將陽光、水和二氧化碳轉化為清潔燃料，該團隊希望有一天能將該設備作為巨型能源農場的一部分。
這項研究是由該大學化學系Erwin Reisner教授領導的一個小組進行的，該系在過去十年里在能源研究方面取得了許多有前途的進展。2013年，它展示了如何使用鈷作為廉價催化劑生產氫氣，2017年展示了如何使用生物質作為起點製造氣體。
最近，有研究團隊宣布開發了一種人工葉子，它和天然葉子很像，可以將陽光和水轉化為燃料–在這種情況下，它是由一氧化碳和氫氣組成的合成氣。這種裝置通過過氧化物吸光器捕捉陽光，這是一些太陽能電池中的組件，但該團隊現在對其方法進行了一些調整。新平台依靠的不是過氧化物光吸收器，而是嵌入在由半導體粉末組成的薄片中的新型光催化劑，這種光催化劑可以輕鬆廉價地生產。
研究人員將開發的20平方厘米的薄片作為測試單元，用於將陽光、二氧化碳和水轉化為氧氣和甲酸(而不是合成氣)，這些氣體可以很容易地儲存起來，直接作為燃料使用，或者以後作為氫氣的構件使用。
根據該團隊的說法，這種方法是一種將二氧化碳轉化為清潔燃料的全新方式，而且很容易推廣。科學家們說，生產跨度數米的版本應該是比較簡單的，想像一下這些類型的設備形成大型陣列，作為生產清潔能源的設施的一部分，就像太陽能農場一樣。
「我們很驚訝它的選擇性工作得很好–它幾乎沒有產生任何副產品，」該研究的第一作者王倩博士說。「有時候，事情並不像你預期的那樣好，但這是一個罕見的案例，它實際上工作得更好。」
對於下一步，該團隊正在努力通過嘗試不同的催化劑來提高設備的效率，這也可能使其能夠生產不同類型的太陽能燃料。
「我們希望這項技術能夠為可持續和實用的太陽能燃料生產鋪平道路，」Reisner說。
該研究發表在《自然能源》雜誌上。
