原标题：人造树叶把二氧化碳转化成燃料
人造树叶构想图。
□哈维尔·加西亚·马丁内斯
人造树叶把二氧化碳转化成糖类的效率，远高于自然界的树叶。植物吸收的光能中，仅有1%用于生产葡萄糖，而在上述人工系统中，太阳能转化为化学能的效率可达约10%，这相当于每发1度电，就可以消耗180克二氧化碳。
从理论上说，人造树叶这个概念是行得通的。树叶利用太阳能，把二氧化碳转化成糖类物质，为细胞活动提供能量。几十年来，科学家不断尝试，希望设计出一种类似光合作用的过程，从而制造出可存储下来，供日后使用的燃料。这样就可以解决太阳能和风能行业目前遇到的一个主要问题——在没有阳光或风的时候，无法产生能量。
过去几年，众多研究者致力于研究人工光合作用的一种形式——光催化分解水，形成氧气和氢气，而氢气在很多绿色技术中都大有用处。要更进一步模拟光合作用，产生的氢气还要与二氧化碳发生氧化还原反应，生成糖类物质。这样才能像真正的树叶那样，只用二氧化碳、水和阳光就制造出燃料。如果成功，这将是一场能源革命，将使封闭系统成为可能（所谓封闭系统是指系统与环境之间只有能量交换，没有物质交换），在这样的系统中，排放出的二氧化碳会重新转化成燃料，而不是加剧温室效应。
一些研究人员正朝上述目标迈进。最近，一个研究小组宣布，他们可以在一个体系内同时分解水，并将二氧化碳转化成燃料，而且效率很高。在2017年6月的《科学》杂志上，美国哈佛大学的丹尼尔·G·诺切拉·A·希弗及同事，报道了这种生产液体燃料（具体来说是杂醇油，f usel al co? hol）的方法，人造树叶把二氧化碳转化成糖类的效率，远高于自然界中的树叶。
植物吸收的光能中，仅有1%用于生产葡萄糖，而在上述人工系统中，太阳能转化为化学能的效率很高，相当于每发1度电，就可以消耗180克二氧化碳。
研究人员将这种利用太阳能分解水的技术做了一些调整（设计成只使用生物可兼容材料，以避免产生有毒化合物），然后将“仿生树叶”与经过基因改造、能产生燃料的细菌组成一个系统，在这个系统中，细菌可以将二氧化碳（来自于空气中）和氧气（来自于仿生树叶）转化成液态燃料。令人惊奇的是，即便在二氧化碳浓度比较低的环境中，基因工程菌也能产生多种燃料和其他化学物质。
目前，研究人员正打算扩大试验规模，改用廉价易得的金属做催化剂。不过，要想实现商业化，研究人员仍需要大幅提高燃料产量。诺切拉称，自己的团队正在开发该技术的原型产品，并在和多家企业商谈合作事宜。
诺切拉认为，这项技术还有更广阔的应用前景。他发现，除了用于生产富含碳和氢的可再生能源，向该系统中添加另一种基因工程菌后，还可以直接在土壤中生成氮肥，在无法获取传统化肥的地方，可以用这种方法提高作物产量。
（张哲译，摘自《环球科学》）
