美國伊利諾大學芝加哥分校（UIC）的研究團隊設計出一種突破性的新太陽能電池，能把大氣中的二氧化碳轉換成碳氫化合物（hydrocarbon）燃料，過程便宜又有效率，能一箭雙鵰解決現代社會的兩大挑戰：「減少大氣的碳含量」以及「有效率地製造高密度能源」。研究成果發布在 7 月 29 日的《科學》雜誌上，整個計畫由國家科學基金會與美國能源局贊助。

UIC 機械與工業工程助理教授兼論文通訊作者的阿敏．薩利希－寇金（Amin Salehi-Khojin）解釋：

這種新太陽能電池不是光伏作用，而是光合作用。過去為了製造能源，只能單向地從石化燃料製造溫室效應氣體，但現在我們能逆向操作，靠著陽光從大氣中回收碳來產生能源。

傳統的太陽能光伏電池是把陽光轉換成電能，然後儲存在電池中等待使用，而新太陽能電池更像是模仿植物光合作用的「人造仿生葉」，只不過植物吸收太陽光和二氧化碳後產生的是有機物，而電池產生的則是燃料。

其實不是沒有科學家想過用二氧化碳製造燃料，但過去最大的問題在於二氧化碳比較懶惰（誤），如果不用昂貴的貴金屬做催化劑，反應效率就很低。

而 UIC 研究團隊最重要的發現，就是他們找到一種比貴金屬速度快 1000 倍、價格又便宜 20 倍的新催化劑。那就是過渡金屬二硫族化合物（TMDCs）家族中的二硒化鎢奈米薄片（nanoflake tungsten diselenide）

科學家把這種催化劑搭配非典型離子液與水當電解質，再用兩塊 18 平方公分的矽三聯光伏電池接收陽光，當電池受到每平方公尺 100 瓦強度的光照（同等於陽光照射到地球表面的平均密度），會進行還原反應，打破二氧化碳的化學鍵，重新組成一種燃料氣體「合成氣（Syngas）」。合成氣由氫氣與一氧化碳混合，可直接燃燒，也可轉換成柴油或其他碳氫化合物燃料。

這種新電池技術的適應性強，不論是小規模的設備或大規模的太陽能電池廠都能應用。薩利希－寇金指出，如果我們能在火星上找到水，這套電池甚至可能應用在大氣充滿二氧化碳的火星上。

參考資料：

• Breakthrough solar cell captures carbon dioxide and sunlight, produces burnable fuel
• How We Use The Sun To Reduce Climate Change And Make Fuel And Other Stuff At The Same Time
• Solar cell sucks up CO2 and spits burnable fuel out the other side