那么，“人造树叶”是怎么做到这一点的呢？这就不得不谈到它的组成物质。

“人造树叶”其实是由多层材料制成的一个小片。其中最重要的两层是光吸收层和催化层。

催化层就像植物中进行光合作用的叶绿素一样，它可以利用电子来促进水和二氧化碳之间的反应，并生成乙醇和丙醇；光吸收层就像植物中收集阳光的分子一样，它可以吸收太阳光并将其转化为电子。

催化层就像植物中进行光合作用的叶绿素一样

当然，“人造树叶”还有其他一些层来实现保护、隔离、传导等功能，但是最核心的原理就是利用阳光来制造液体燃料。

相比之下，传统的化石能源不仅污染环境，而且数量有限，难以满足未来社会的能源需求。而“人造树叶”不仅能够为人类提供足够的能源，还能有效减少二氧化碳排放，减缓气候变化的速度，进而缓解全球变暖问题。

竞争激烈的“人造树叶”研究赛道

实际上，科学家对“人造树叶”的研究已经进行了20多年。

早在1998年，美国科罗拉多州国家可再生能源实验室的约翰·特纳博士就研制出了世界上第一片“人造树叶”。但当时他所用的材料是非常罕有的稀有金属，不仅造价高昂而且非常不稳定，生命周期最多只有一天。

2016年1月21日，一名皇家艺术学院的研究生朱利安·梅尔基奥里，利用蚕丝纤维的稳定性，将植物中提取的叶绿体，嵌入蚕丝蛋白中，制造了一种新型的“人造树叶”，它可以吸收水和二氧化碳来产生氧气，实现自主呼吸。这种树叶被称为“Silk Leaf”。研究表明，相对于普通树叶，它的“工作”效率提高了49%，需要的却仅仅是一点阳光和水。

朱利安·梅尔基奥里制造的“人造树叶”

近些年来，随着环境问题的的逐渐加剧，各国纷纷投入到“人造树叶”的创新研究中。

2023年3月，欧盟“A-LEAF”项目团队在《能源与环境科学》杂志上撰文指出，他们研制出了一款“人造树叶”系统，能模仿自然界的光合作用，将二氧化碳和水转化为可持续燃料，创下10%的太阳能—燃料转化效率新纪录。这是首款太阳能—燃料转化率比天然树叶高一个数量级的“人造树叶”，为实现能源转型提供了可持续解决方案。

在创新“人造树叶”研发的赛道上，中国也不甘人后。

2020年，为攻克人工光合作用领域“卡脖子”技术，中国科学院院士、瑞典皇家工程院院士孙立成选择全职回国任教。目前就职于西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心，担任主任一职。

回国3年来，孙立成院士的科研团队不断壮大。近期，他通过线上演讲，向青少年科普“未来能源”，吸引500多万网友观看。他介绍，目前团队正通过构建“人造树叶”来生产绿氢，已经取得了一定成果，希望为未来科技提供技术支撑。

孙立成院士在节目中介绍人工光合作用

现如今，英国剑桥大学的研究团队利用“人造树叶”制成清洁液体燃料，是这一领域的一座新的里程碑。但是，展望未来，要想让“人造树叶”真正成为主流能源，还需要面临一些挑战。

首先是成本问题。目前“人造树叶”的生产成本还相对较高，需要更多的投入才能实现商业化应用。

其次是技术难题。虽然“人造树叶”技术已经取得了一定的进展，但要实现工业化应用，还需要克服一些技术难题，例如稳定性、耐久性等。

由此可见，“人造树叶”这条清洁能源的创新之路，仍旧任重而道远。返回搜狐，查看更多