不起眼的葉子是一臺不可思議的“小機器”，將陽光和二氧化碳轉化為植物的能量。而人工版本的葉片可能是有用的可再生能源，甚至可以用來生產燃料。現在，劍橋大學的研究人員已經開發出一種人造葉片，該葉片可以產生合成氣，而不會釋放二氧化碳。

合成氣以一氧化碳和氫氣為主要組分，有時會混入一些二氧化碳。盡管從技術上講，它可以燃燒產生電能或用于照明和供暖，但它通常是制造產品的中間步驟（包括塑料，化肥和柴油等燃料）。不幸的是，生產它會釋放二氧化碳到大氣中。

該研究的資深作者Erwin Reisner表示：“您可能沒有聽說過合成氣，但是每天您都會消費使用合成氣制造的產品。能夠可持續地生產它是影響全球碳循環并建立可持續的化學和燃料工業的關鍵步驟。”

為了解決這個問題，劍橋團隊開發了一種新的人造葉片原型，該原型可以通過光合作用產生合成氣。新設備包含兩個由鈣鈦礦制成的光吸收劑和一個鈷催化劑。將它們放在水中時，一側會產生氧氣，而另一側則會將二氧化碳和水還原為一氧化碳和氫氣。然后可以將后兩種氣體合并為合成氣。

研究小組表明，即使在相對較暗的光線下，如多云或雨天，該技術仍然可以工作。選擇鈣鈦礦是因為它善于吸收光并產生電壓，這就是為什么它最近出現在太陽能電池板中的原因。同時，與其他材料相比，催化劑中的鈷成本更低、產生一氧化碳的效率更高。然而目前轉換效率仍然很低–新設計目前可產生0.06％的氫氣和0.02％的一氧化碳。

新設備加入了一系列人工葉片設計，這些人工葉片設計正在開發中，以創建一系列有用的產品，例如電力、藥品、化肥和氫燃料。最終，團隊希望能夠跳過中間人合成氣階段。

Reisner表示：“下一步我們要做的是先將二氧化碳和水制成液態燃料，而不是先制造合成氣然后將其轉化為液態燃料。對液體燃料的主要需求是能可持續地為重型運輸、航運和航空提供動力。”

該研究發表在《自然-材料》雜志上。

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