这种“人造叶”的灵感来自植物利用光能将二氧化碳转化为食物的自然过程，它利用水、阳光和二氧化碳产生一种常用气体。
目前，一种由化石燃料生产的常用气体，可用于开发一种可替代汽油的可持续液体燃料。而现可由一种“人造叶”仅利用阳光、二氧化碳和水制造。
剑桥大学研究人员证明，这种碳中和装置能以一种可持续且简单的方式直接产生被称为合成气（syngas）的气体，此后，便在太阳能燃料领域树立了一个新标杆。
人造叶虽由阳光而非化石燃料供能，但阴天仍可高效工作。与当前生产合成气的工业方法不同，人造叶不会向大气释放额外的二氧化碳。研究结果发表在《自然·材料》杂志上。
目前，合成气由氢和一氧化碳的混合物制成，用于生产燃料、药品、塑料和肥料等一系列商品。
在人造叶上的两种光吸收剂，与植物中吸光分子类似。它们和一种由自然界大量存在的钴元素制成的催化剂结合。
当装置浸入水中时，其中一种光吸收剂利用催化剂产生氧气，另一种通过化学反应将二氧化碳和水还原成一氧化碳和氢气，形成合成气混合物。
研究人员还发现，光吸收剂甚至能在阴雨天的低光线环境中工作。
研究在克里斯蒂安.多普勒可持续合成气化学实验室进行，由奥地利政府和奥地利石化公司OMV共同资助。OMV正寻求使其业务更可持续的方法。
OMV高级顾问Michael-Dieter Ulbrich表示，“OMV一直是克里斯蒂安?多普勒实验室的坚定支持者。团队以碳中和的方式生产合成气，作为液体燃料基础，属于开创性的基础研究。”
其他开发出来的“人造叶”装置，通常只能产生氢气。剑桥大学的研究人员表示，他们的装置能持续产生合成气，要归功于将其材料和催化剂结合。
这些材料和催化剂包括最先进的钙钛矿光吸收剂，相比用硅或染料敏化剂制成的光吸收剂，其能提供高光电压和电流，来驱动二氧化碳还原成一氧化碳的化学反应。研究人员还使用钴作为分子催化剂，相比铂或银，成本更低、制造的一氧化碳更多。
团队现正研究如何利用他们的技术，生产一种可替代汽油的可持续液体燃料。
合成气已被用作生产液体燃料的基石。同时是圣约翰学院研究员的Reisner表示，“接下来，我们希望从二氧化碳和水中一步制出液体燃料，而不是先生产合成气再转化为液体燃料。”
尽管风电、光电等可再生能源发电领域已取得长足的进步，但Reisner表示，开发汽油合成技术至关重要，因为目前的电力仅能满足全球能源总需求的25%左右。“液体燃料的主要需求来自源源不断的重型运输、海运和航运等。”
Andrei表示，“我们致力于可持续生产乙醇等易作燃料的产品。通过二氧化碳还原反应在阳光中一步制成产品，具有挑战性，但相信我们前进的方向是正确的，催化剂是合适的。因此，我们相信能在不久的将来制作出一款能演示这一过程的装置。”
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