圖中是雙電極裝置實驗，展示了使用模擬太陽光照射的光電化學電池
北京時間10月7日消息，據國外媒體報道，目前，科學家開創了一種將陽光轉變成為燃料的新方法，他們通過改變植物光合作用機制，成功地將水分解成氫和氧，該技術得益于半人工光合作用領域的最新研究。
光合作用是植物將陽光轉換成為能量的一個過程，當植物吸收水分時發生“分裂”，氧氣就成為光合作用的副產物。這是地球上最重要的反應之一，因為植物是地球全部氧氣的來源，當水分解產生氫氣，可作為一種綠色和無限再生能源。
劍橋大學圣約翰學院的學術專家進行了一項最新研究，他們使用半人工光合作用探索新的方法制造和存儲太陽能量。他們使用自然太陽光線將水轉變為氫和氧，并結合了生物成分和人造技術。
目前這項研究可用于徹底改變可再生能源生產的系統，該項研究報告發表在《自然能源雜志》上，概述了劍橋瑞斯納實驗室的學者們如何開發他們的平臺，從而實現無輔助太陽能驅動的水分解。
同時，他們的方法也能比自然光合作用吸收更多的太陽光線。研究報告第一作者、劍橋大學圣約翰學院博士生卡塔日娜·索克（Katarzyna Soko）說：“自然光合作用效率并不高，因為它僅是植物為了生存而進化形成的，所以它能產生所需最低能量——能夠潛在轉化和存儲的能量僅占1-2%?！?/p>
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，因為它依賴于催化劑的使用，而催化劑通常是成本昂貴，并且有毒，這意味著它還不能按比例擴展至工業水平。
這項劍橋大學研究是新興半人工光合作用領域的一部分，它的目的是克服完全人工光合作用的局限性，利用酶來創造所需的反應。
卡塔日娜和研究小組不僅提高了生產和儲存的能量，還成功地重新激活已經休眠數千年的藻類。她解釋稱，氫化酶是一種存在于藻類中的酶，它能夠將質子轉化為氫。在進化過程中，這種轉化能力逐漸失效停用，因為該能力并非生存所必需的，但是我們成功地繞過了功能惰性，獲得了我們所希望的反應——將水分解成氫和氧。
她希望這項發現能夠形成一種創新模型系統，用于轉化太陽能。她強調稱，令人興奮的是，我們可以選擇性地確定我們想要的過程，并實現我們希望獲得的反應，而這在自然界是難以實現的。這可能是開發太陽能技術的一個很好平臺，該方法可以用于將其它反應結合在一起，觀察可以做些什么，從這些反應中學習什么，然后建立合成、更完善的太陽能技術。
該模型是第一個成功利用氫化酶和光系統創造半人工光合作用的模型，它完全由太陽能驅動。劍橋大學圣約翰學院賴斯納實驗室主管歐文·賴斯納（Erwin Reisner）博士是研究報告合著作者，他將這項研究稱為一個“里程碑事件”。
他解釋稱，這項研究工作克服了許多困難挑戰，其中涉及到將生物和有機成分整合到無機材料中，用于組裝半人工設備，并為未來開發太陽能轉化系統提供一個工具箱。
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