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财联社上海11月16日讯（编辑 黄君芝）在过去的两个世纪里，人类一直依赖化石燃料来获取集中能源，这类燃料需要经过几亿年自然光合作用才能形成，但这种燃料供应是有限的，且化石燃料的消耗对地球气候有巨大的负面影响。

“人工光合作用”是科学家们正在探索的一种可能的选择，即通过改造植物的系统来制造我们所需的燃料。然而，单片叶子中的化学结构非常复杂，要实现这一目的、让其为我们所用，实属不易。

近期，美国芝加哥大学的六名化学家《自然催化》杂志上发表了一项新研究，提出了一种创新的人工光合作用新系统，其产量比以前的人工系统高整整一个数量级。普通的光合作用从二氧化碳和水中产生碳水化合物，与之不同的是，人工光合作用可以产生乙醇、甲烷或其他燃料。

研究人员说，“没有自然光合作用，我们就不会在这里。它制造了我们在地球上呼吸的氧气，也制造了我们吃的食物。但它永远不会高效到为我们开车提供燃料，所以我们需要一些别的东西。”

不过，要想重新设计，实际操作要棘手得多，人们几十年来一直在改善设计，以试图接近大自然的光合效率。上述实验团队认为，他们可以尝试添加一些迄今为止人工光合作用系统没有包涵的东西：氨基酸。

该团队从一种被称为金属-有机框架（MOF）的材料开始，这是一类由金属离子通过有机连接分子连接在一起的化合物。然后，他们将MOFs设计为单层，以便为化学反应提供最大的表面积，并将所有东西浸入一种含有钴化合物的溶液中，以传递电子。最后，他们向MOFs中添加氨基酸，并进行实验，以找出哪种效果最好。

研究人员指出，全新设计能够改进反应的两个部分：分解水的过程和向二氧化碳中加入电子和质子的过程。在这两种情况下，氨基酸帮助反应进行得更有效。

然而，研究人员也表示，即使人工光合作用的性能有了显著的改善，要想产生足够的燃料供社会使用，人工光合作用还有很长的路要走。他们说，“按照我们目前的水平，它需要扩大许多数量级，才能生产出足够数量的甲烷供我们消费。”

标签： 光合作用系统