通过人工光合作用模仿植物能量

太阳能电池板是一种越来越流行的利用太阳能发电的方式。尽管人类仍在研究如何可靠地将能量转化为燃料，但植物通过光合作用已经做到了亿万年。

ACSEngineeringAu的一个团队模仿了利用二氧化碳(CO2)、水和阳光生产甲烷(一种能量密集型燃料)的过程。他们的原型系统可以帮助为替代不可再生化石燃料铺平道路。

虽然甲烷是一种强效温室气体，但它也是一种高能量密度的燃料，也是天然气的主要成分。包括天然气在内的化石燃料需要数百万年的时间才能形成，从环境中提取它们可能会产生有害影响。

随着时间的推移，寻找从可再生能源生产甲烷的方法可能有助于减少对不可再生化石燃料的需求。太阳是每天为地球提供的可持续、丰富的能源之一。人类已经尝试利用太阳能电池板来利用这种资源。

尽管如此，植物已经找到了办法，利用阳光为光合作用提供动力，并将CO2和水转化为氧气和糖作为后续燃料。

此前，KazunariDomen和同事开发了一种系统，利用阳光将水分解成氢气和氧气。现在，他们希望改进这一过程，以更完全地模拟光合作用，吸收CO2将太阳能储存在甲烷中，同时仍然使用具有成本效益且易于扩展的材料。

该团队创建了一组类似于太阳能电池板的反应电池，每个反应电池都涂有铝掺杂钛酸锶(SrTiO3)光催化剂，以帮助为反应提供动力。这些涂层细胞充满水并放置在阳光下。

在这些条件下，水分解成氢气和氧气，氢气和氧气被分离，纯化的氢气被送入系统的第二部分。在第二个室中，氢气与CO2反应，形成甲烷和水，后者通过光反应器循环回到第一步。

接下来，他们创建了一个130平方英尺的单元阵列(大约有一间小卧室大小)，可以在各种天气条件下连续运行三天。尽管前景广阔，但该团队认识到，人工光合作用系统的效率需要提高，才能使这些设备成为大规模发电的可行选择。

研究人员表示，这种概念验证系统可以用于帮助生产塑料或其他化学原料的前体，也可以扩大规模以生产更多的可持续生物燃料。