由太阳能制成的清洁可用的液体燃料
研究人员已经开发出一种太阳能技术，可以将二氧化碳和水转化为液体燃料，可以直接添加到汽车发动机中作为滴入式燃料。
来自剑桥大学的研究人员利用光合作用的力量一步将 CO 2 、水和阳光转化为多碳燃料——乙醇和丙醇。这些燃料具有高能量密度，易于储存或运输。
与化石燃料不同，这些太阳能燃料产生净零碳排放并且完全可再生，并且与大多数生物乙醇不同，它们不会将任何农业用地从粮食生产中转移出来。
虽然这项技术仍处于实验室规模，但研究人员表示，他们的“人造树叶”是从以化石燃料为基础的经济转型的重要一步。结果发表在《自然能源》杂志上。
生物乙醇被吹捧为更清洁的汽油替代品，因为它是由植物而不是化石燃料制成的。今天路上行驶的大多数汽车和卡车都使用乙醇含量高达 10% 的汽油(E10 燃料)。是世界上最大的生物乙醇生产国：根据农业部的数据，种植的所有玉米中有近 45%用于生产乙醇。
“像乙醇这样的生物燃料是一项有争议的技术，尤其是因为它们占用了本可以用来种植粮食的农业用地，”领导这项研究的欧文赖斯纳教授说。
几年来，Reisner 位于 Yusuf Hamied 化学系的研究小组一直在开发可持续的零碳燃料，其灵感来自光合作用——植物将阳光转化为食物的过程——使用人造树叶。
迄今为止，这些人造树叶只能制造简单的化学物质，例如合成气，一种氢气和一氧化碳的混合物，用于生产燃料、药物、塑料和肥料。但为了使这项技术更加实用，它需要能够在单个太阳能步骤中直接生产更复杂的化学品。
现在，人造树叶可以直接生产清洁的乙醇和丙醇，不需要中间生产合成气的步骤。
研究人员开发了一种铜和钯基催化剂。催化剂经过优化，使人造叶子能够产生更复杂的化学物质，特别是多碳醇乙醇和正丙醇。这两种醇都是高能量密度燃料，易于运输和储存。
其他科学家已经能够使用电力生产类似的化学物质，但这是第一次仅使用来自太阳的能量用人造树叶生产如此复杂的化学物质。
“将阳光照射在人造树叶上并从二氧化碳和水中获取液体燃料是一种惊人的化学反应，”该论文的第一作者 Motiar Rahaman 博士说。“通常情况下，当你尝试使用人造树叶装置将 CO 2转化为另一种化学产品时，你几乎总是会得到一氧化碳或合成气，但在这里，我们已经能够仅利用太阳能生产实用的液体燃料. 这是一个令人兴奋的进步，为我们的工作开辟了全新的途径。”
目前，该设备只是一个概念验证，仅显示出适度的效率。研究人员正在努力优化光吸收剂，使它们能够更好地吸收阳光，并优化催化剂，使其能够将更多的阳光转化为燃料。还需要进一步的工作来使该设备具有可扩展性，以便它可以生产大量燃料。
“尽管仍有工作要做，但我们已经展示了这些人造树叶的能力，”赖斯纳说。“重要的是要表明我们可以超越最简单的分子，并在我们从化石燃料过渡时制造出直接有用的东西。”
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