圖中是雙電極裝置實(shí)驗(yàn)，展示了使用模擬太陽光照射的光電化學(xué)電池
北京時(shí)間10月7日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，目前，科學(xué)家開創(chuàng)了一種將陽光轉(zhuǎn)變成為燃料的新方法，他們通過改變植物光合作用機(jī)制，成功地將水分解成氫和氧，該技術(shù)得益于半人工光合作用領(lǐng)域的最新研究。
光合作用是植物將陽光轉(zhuǎn)換成為能量的一個(gè)過程，當(dāng)植物吸收水分時(shí)發(fā)生“分裂”，氧氣就成為光合作用的副產(chǎn)物。這是地球上最重要的反應(yīng)之一，因?yàn)橹参锸堑厍蛉垦鯕獾膩碓矗?dāng)水分解產(chǎn)生氫氣，可作為一種綠色和無限再生能源。
劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院的學(xué)術(shù)專家進(jìn)行了一項(xiàng)最新研究，他們使用半人工光合作用探索新的方法制造和存儲(chǔ)太陽能量。他們使用自然太陽光線將水轉(zhuǎn)變?yōu)闅浜脱酰⒔Y(jié)合了生物成分和人造技術(shù)。
目前這項(xiàng)研究可用于徹底改變可再生能源生產(chǎn)的系統(tǒng)，該項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在《自然能源雜志》上，概述了劍橋瑞斯納實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者們?nèi)绾伍_發(fā)他們的平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)無輔助太陽能驅(qū)動(dòng)的水分解。
同時(shí)，他們的方法也能比自然光合作用吸收更多的太陽光線。研究報(bào)告第一作者、劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院博士生卡塔日娜·索克（Katarzyna Soko）說：“自然光合作用效率并不高，因?yàn)樗鼉H是植物為了生存而進(jìn)化形成的，所以它能產(chǎn)生所需最低能量——能夠潛在轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)的能量?jī)H占1-2%。”
人工光合作用已存在了幾十年，但它還沒有被成功地用于制造可再生能源，因?yàn)樗蕾囉诖呋瘎┑氖褂茫呋瘎┩ǔＪ浅杀景嘿F，并且有毒，這意味著它還不能按比例擴(kuò)展至工業(yè)水平。
這項(xiàng)劍橋大學(xué)研究是新興半人工光合作用領(lǐng)域的一部分，它的目的是克服完全人工光合作用的局限性，利用酶來創(chuàng)造所需的反應(yīng)。
卡塔日娜和研究小組不僅提高了生產(chǎn)和儲(chǔ)存的能量，還成功地重新激活已經(jīng)休眠數(shù)千年的藻類。她解釋稱，氫化酶是一種存在于藻類中的酶，它能夠?qū)①|(zhì)子轉(zhuǎn)化為氫。在進(jìn)化過程中，這種轉(zhuǎn)化能力逐漸失效停用，因?yàn)樵撃芰Σ⒎巧嫠匦璧模俏覀兂晒Φ乩@過了功能惰性，獲得了我們所希望的反應(yīng)——將水分解成氫和氧。
她希望這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)能夠形成一種創(chuàng)新模型系統(tǒng)，用于轉(zhuǎn)化太陽能。她強(qiáng)調(diào)稱，令人興奮的是，我們可以選擇性地確定我們想要的過程，并實(shí)現(xiàn)我們希望獲得的反應(yīng)，而這在自然界是難以實(shí)現(xiàn)的。這可能是開發(fā)太陽能技術(shù)的一個(gè)很好平臺(tái)，該方法可以用于將其它反應(yīng)結(jié)合在一起，觀察可以做些什么，從這些反應(yīng)中學(xué)習(xí)什么，然后建立合成、更完善的太陽能技術(shù)。
該模型是第一個(gè)成功利用氫化酶和光系統(tǒng)創(chuàng)造半人工光合作用的模型，它完全由太陽能驅(qū)動(dòng)。劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院賴斯納實(shí)驗(yàn)室主管歐文·賴斯納（Erwin Reisner）博士是研究報(bào)告合著作者，他將這項(xiàng)研究稱為一個(gè)“里程碑事件”。
他解釋稱，這項(xiàng)研究工作克服了許多困難挑戰(zhàn)，其中涉及到將生物和有機(jī)成分整合到無機(jī)材料中，用于組裝半人工設(shè)備，并為未來開發(fā)太陽能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)提供一個(gè)工具箱。
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