英国启动人工叶项目 将化解能源危机

　　如今，其他国家亦开始进行类似的研究。美国正准备批准一项经费约为 3500 万 美元 联邦研究，以鼓励人们提供太阳能发电的创意，荷兰方面也为此类研究提供了 4000 万荷兰盾的资助。

　　光合作用是物种进化的伟大成就，也是最有效的太阳能利用方式：一片绿叶相当于一个小型的绿色电站和有机工厂，地球上所有能量的来源，也是一切生命得以延续的前提条件。因此，光合作用原理已成为开发新一代清洁能源的钥匙。迄今为止，太阳能的巨大潜力依然有待发掘，阳光照射地面一小时产生的能量可满足所有人类一年所需。即使在 2050 年能源需求增长一倍的前提下，只需将太阳能的一小部分用于发电，未来的能源危机便可迎刃而解，全球变暖亦可得到有效控制。据 “ 人工叶 ” 项目负责人、英国伦敦帝国学院生物学家詹姆斯 · 巴伯 ( Jame Barber 介绍， 2030 年的全球能源消费预计将达 20 兆瓦，假如能够利用 10% 阳光照射量，那么人工光合系统只需覆盖地球表面的 0.16% 便可满足未来全球能量所需。

　　目前大多数太阳能系统均使用硅片直接发电，其成本远高于煤、石油和天然气等化石燃料。因此，科学家们一直致力于开发更高效、更便宜的替代能源。英国伦敦帝国学院的人工叶 ” 项目旨在研究绿叶的光合作用机制，最终创造出一个类似的人工系统，为燃料电池或环保汽车提供能量。据巴伯介绍，人工叶相当于一种来自大自然的太阳能电池，其结构与天然绿叶不尽相同，光合作用的效率却远胜于后者，可谓青出于蓝而胜于蓝。不仅如此，人工叶可以在干旱的沙漠地区安家落户，无需侵占耕地。

　　据麻省理工学院化学家丹诺 · 诺塞拉 ( Dan Nocera 计算，一片人工叶每天只需分解数公升水，便可满足一户家庭的能量所需。然而，真正的挑战来自将水转化为有机物并释放氢气和氧气这一过程。可见光的照射下，植物将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气和氢气。氢气是一种无污染的高能燃料，既可作为制造燃料电池的原料，也可与大气中或化石燃料发电站排放的二氧化碳相结合产生甲醇，为汽车提供能量。即使用甲醇代替汽油亦无需对汽车引擎进行改装。如今，科学家们已经成功地从水中分离出氢气，然而现有技术的成本极高，其原料包含有害化学物质，对运作环境的要求也非常高。人工叶 ” 项目的目标即是开发成本较低的催化剂，常温常压下模拟光合作用的过程，为人们提供取之不尽用之不竭的氢能源。

　　英国伦敦帝国学院的化学家詹姆斯 · 达兰特 ( Jame Durrant 最近开发出了一种以铁锈为原料的催化剂。可以促成水分解反应，然而效果却不尽如人意。因此，达兰特的研究小组正试图通过改变铁锈表层成分来提高效率，例如在氧化铁的表面添加少量的钴催化剂。

　　与此同时，诺塞拉亦以钴和磷为原料制造出了可在室温下促成水分解的催化剂，初步结果已发表在科学》 Scienc 杂志上。诺塞拉指出，高效的水分解技术是储存太阳能的有效方式。白天，人工叶可以利用阳光分解水并制取氢气；这些氢气可以根据用户需求在夜间发电。值得一提的这种化学燃料的单位能量储量远远超过当今最先进的电池。英国能源研究中心 ( UK Energi Research Centr 执行主任约翰 · 拉夫翰德 ( John Loughhead 认为，人工叶 ” 创意拥有巨大的潜力。就本质而言，太阳能是唯一的可持续能源。天然光合作用的存在证明了该项目的可行性和应用广度。