人工光合作用是一種利用陽(yáng)光產(chǎn)生氫氣、氧氣和碳的過(guò)程，比爾·蓋茨稱(chēng)這一技術(shù)具有神奇的潛力。如果我們能提高生產(chǎn)效率，我們可以為未來(lái)的車(chē)輛生產(chǎn)足夠的清潔燃料。

什么是人工光合作用?

光合作用是一個(gè)必不可少的自然過(guò)程，不僅能保留植物，還能保留地球上的其他一切——包括我們?nèi)祟?lèi)。

當(dāng)植物將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為碳水化合物時(shí)，它們就會(huì)自我喂養(yǎng)，并為我們釋放氧氣。

但是，我們?nèi)绾卫藐?yáng)光來(lái)生產(chǎn)氫燃料呢?

比爾·蓋茨說(shuō)：“如果我們能利用陽(yáng)光來(lái)生產(chǎn)氫燃料的話，那將是不可思議的。因?yàn)橛辛艘后w你就沒(méi)有電池的間歇性問(wèn)題，你可以把液體放入一個(gè)大罐子里，隨時(shí)隨地燃燒。”

人工光合作用（Artificial photosynthesis，簡(jiǎn)稱(chēng)AP）旨在將海洋甚至河流中的水分解成氫、氧和利用陽(yáng)光的碳元素。

通過(guò)AP產(chǎn)生的氫氣可以很容易地用于目前正在制造的電動(dòng)汽車(chē)的燃料電池中，而且它也可以用來(lái)儲(chǔ)存太陽(yáng)能。像氫這樣的液體燃料與電池相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兏p，體積更小。

將AP的果實(shí)以適當(dāng)?shù)谋壤Y(jié)合起來(lái)，就能產(chǎn)生甲醇，供內(nèi)燃機(jī)使用。中國(guó)已成為世界上最大的甲醇消費(fèi)國(guó)。加油站會(huì)將天然氣和甲醇以一定比例混合（天然氣占15%或更少）為私家汽車(chē)補(bǔ)充能源，如果是運(yùn)輸型車(chē)輛需要的燃料的話，甲醇比率可高達(dá)85%。

AP進(jìn)程的變化也被用來(lái)在土壤中生成氮肥細(xì)菌，從而在土壤中產(chǎn)生氮肥，這是一中不使用傳統(tǒng)肥料就可以提高作物產(chǎn)量的技術(shù)。

最終，這些細(xì)菌可能能夠“呼吸”AP生產(chǎn)的氫氣，并用它來(lái)生產(chǎn)一系列商品，包括藥物，化肥，燃料和塑料，這些均由細(xì)菌的代謝工程決定。

人工光合作用面臨的主要挑戰(zhàn)

AP面臨的主要挑戰(zhàn)是自然界的光合作用效率低下。植物只將約1%的碳和水轉(zhuǎn)化為碳水化合物。然而，實(shí)驗(yàn)室的效率已經(jīng)提高到約10%，澳大利亞墨爾本的蒙納士大學(xué)的研究人員的效率達(dá)到了22%。

同時(shí)，一直以來(lái)倡導(dǎo)新能源技術(shù)，特別是AP的蓋茨，已經(jīng)成立了“突破能源聯(lián)盟”，這是一個(gè)全球私人投資聯(lián)盟，他們打算用種子資金補(bǔ)充政府資助的清潔能源研究。

他認(rèn)為AP的新形式的能源發(fā)展勢(shì)在必行，希望能源部門(mén)會(huì)促使這些發(fā)現(xiàn)和積極的變化。

他說(shuō)：“我們要給他們驚喜，讓他們看到這些能源替代方法不僅可行而且是經(jīng)濟(jì)的。如果我們要避免全球變暖水平變得更危險(xiǎn)，我們需要全速前進(jìn)。”