进入21世纪之前，人类就已经发明出了利用核裂变反应来产生电能，也发现了可以通过各种方式来将大自然的能量转化为电能，例如太阳能发电、风能发电、潮汐发电等等。时隔二十年，人类的新能源事业再上一个台阶，各国的科研团队提出了新的产能方式，例如以下所介绍到的人工光合作用装置。

根据报道，《自然·能源》期刊上发表了一篇来自剑桥大学团队投稿的研究论文。该论文指出剑桥大学的科研团队发明了一种更加靠近实现人工光合作用的装置，该装置可以模拟绿色植物的光合作用将阳光转化为能量。阳光是地球上最充足的自然能源之一，但是人类一直无法对它进行充分利用，这次的新发明可以达到这一目标吗？

光合作用

在介绍该发明之前，我们首先需要了解一下什么是光合作用。简单点讲，光合作用就是绿色植物吸收太阳光后，在植物细胞内部的叶绿体中进行光合反应，将吸收的二氧化碳和水转化为有机物和氧气。详细点讲光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，同时还设计了太阳光吸收、电子的转移、碳元素的同化等复杂步骤。

如果地球上哪一种反应为生命的出现创造了机会，那一定是光合作用。研究发现，早期地球大气中氧气十分稀少，但在藻类植物出现之后，它们利用光合作用疯狂生长，同时大量吸收大气中的二氧化碳，并向大气释放氧气，这才有了后面适宜动物生存的环境。现在也是如此，如果没有绿色植物的光合作用，地球很快就会“枯萎”。

该装置有何特点和优点？

实际上该装置并非第一个实现将太阳能转化为其他能量的发明，但是几乎所有的方法都会产生不必要的副产物或者需要消耗化石能源，因此如何在利用太阳能将二氧化碳转化为其它能量的同时不产生副产物是需要攻克的难题。剑桥团队新发明的装置做到了这一点，它能够在不消耗化石能源和电力的情况下转化二氧化碳，同时不会产生有害气体。

在研发出该装置之后，研究人员对它进行了多次试验，所有试验结果都未发现有副产物的产生，产物一直都是氧气和甲酸，而甲酸是一种可储存燃料，人类可以直接使用它或者把它当作转化为氢气的原料。此外，该装置所产生的甲酸容易储存和运输，安全性和便捷性都比以往的产能方式好。

这一技术的应用前景如何？

虽然该技术具有以上所说的诸多特点和优点，但是它在真正投入商业应用前还需要进行改造，以提高能量转化率。研究人员注意到，在该装置将二氧化碳转化为氧气和甲酸的过程中，除了需要阳光的帮助之外，还需要钴基催化剂的催化，因此接下来研究人员将从催化剂入手，寻找提高反应稳定性和效率的方法。

尽管目前全球的太阳能转化设备的转化率还不足50%，但是许多面积广阔、日照充足的地方已经大规模应用太阳能发电。如果剑桥团队所研发的装置能够投入到商业应用，那么它也有可能像太阳能电池那样得到大规模应用，届时这种类似“人造树叶”的装置可能会替代太阳能电池板，成为新能源领域的新宠。

在地球环境、气候的形势越来越严峻的情况下，如何逐渐实现可持续发展是决定人类文明是否能够延续下去的重要问题。能源行业作为支撑人类文明同时给地球环境带来巨大负担的行业，需要多思考如何转变产能方式，如何降低温室气体的排放，如何降低对环境的污染。因此，类似剑桥大学团队研发的装置是这个时代所需要的发明，希望会有越来越多的发明出现。

来源：腾讯新闻