哈佛仿生葉技術大躍進！能源轉化率更勝自然界光合作用
比爾．蓋茲曾說，為了解決人類的能源問題，有一天我們得效仿大自然的光合作用，甚至未來能源轉換效率還可能超越大自然，現在，那一天已經到來。
植物經過幾十億年的演化，習得了吸收陽光、水和二氧化碳，透過葉片轉化成自身需要的葡萄糖，順便放出氧氣的大絕招，也就是所謂的「光合作用」。
過去人類試著重現光合作用的一部分，研發出以太陽能把水分解成氫氣來發電的技術，但卻無法用在只吃液體燃料的傳統車輛與飛機上。
而哈佛大學研究團隊在 2011 年曾提出一種新人造光合作用的系統，希望透過微生物的幫忙，把氫氣進一步轉化成液體燃料。現在這套靠陽光、水和空氣產出液體燃料的「仿生葉」系統有了重大突破。
哈佛大學能源科學系教授丹尼爾．諾賽拉（Daniel Nocer）和哈佛醫學院教授帕米拉．銀（Pamela Silver）對外展示第二代的「仿生葉」系統，和第一代相比，能源轉換效率大幅提升。相關研究已刊登在《科學》期刊上。
那麼，「仿生葉」系統是如何運作的呢？首先研究團隊以太陽能和催化劑，把水分解成氫分子和氧分子，再把這些氫，連同二氧化碳餵給細菌吃，最後就會被細菌們轉換成液體燃料。
諾賽拉指出第一代仿生葉最大的問題在於，他們使用的催化劑「鎳鉬鋅合金」，在生成氫氣的同時也會產生活性氧，該物質會破壞細菌的 DNA。如果想要避免這種狀況，仿生葉系統只能放在極端高電壓的環境中運作，間接降低了轉換效率。但在新一代的仿生葉系統中，團隊找到一種不會產生活性氧的新催化劑「鈷磷合金」，也就不需要提供高電壓，讓效率大大的提升。
哈佛科學團隊宣稱，第二代人造光合作用系統在使用純二氧化碳的情況下，轉換效率高達 10 %，即使用一般的空氣也有 3 至 4 % 的效率，都比自然界植物光合作用的 1% 能源轉換率來的高。
目前科學團隊已經運用這套「仿生葉」系統產生出異丁醇、異戊醇及環保塑膠 PHB 等化合物，接下來將朝著商業化的目標繼續邁進。
參考資料：
首圖來源：Jessica Polka/Silver Lab
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