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化学家设计神奇的“人工叶”，只需阳光、二氧化碳和水，就能制造酒精

剑桥大学的科学家改良“人工光合作用”技术，能直接将二氧化碳、水转化为酒精等高能量密度的燃料。与石化燃料不同，他们生产的燃料，净碳排为零。它也不若“生质酒精”（以甘蔗、玉米为原料）一般，会排挤生产粮食所需的农地。

虽然该技术仍属实验室小规模生产，但研究人员表示，他们这款功能犹如“人工叶”（artificial leaves）的设备是能源转型的重要里程碑。成果已发表在今年5月的《自然能源》（Nature Energy）杂志。

人工叶借镜天然光合作用的原理，将光能转化为化学能再以燃料的形式储存起来。人工叶的组成通常包含“光触媒”，可吸收光能并藉此推动后续化学反应。先前科学家所设计的人工叶只能制造较简单的化学物质，如氢气和一氧化碳等。本次研究团队研发了一款以铜和钯（Pd）为基底的“电催化触媒”（electrocatalysts），并且与由铋（Bi）、钒（V）和氧等元素组成的光触媒协同作用。经优化后，能生产更易于运用的化学物质──酒精和丙醇。这两种产物都是高能量密度的液态燃料，而且较氢气更易于运输和储存。

生质酒精被视为环保的汽油替代品，能帮助实现净零碳排目标，因为它是以植物为原料制成。美国许多加油站有提供含10%生质酒精的汽油，可减少20到50%的碳排。但生质酒精仍有某些争议，根据美国农部的数据，美国所种植的玉米有近45%被用于生产酒精，严重排挤了粮食生产用地。如果以人工叶所生产的酒精能扩大产量并取代生质酒精，玉米田将可回归粮食生产，减少粮食危机的风险。

本次研究的主要科学家 Motiar Rahaman 博士表示，将阳光照在人造叶上就能生产酒精是非常惊人的化学反应，因为先前的设计仅能产出一氧化碳或氢气。这真是令人兴奋的进展，并将人工叶的研发推往更高的层次。研究团队仍持续优化他们的人工叶，提升吸收光能及将光能转化为燃料的效率。也需设法扩大生产的规模，以便将来能生产大量燃料。