用新材料进行人工光合作用
新方法对于获取能量非常重要
您可能听说过植物和其他一些生物将阳光转化为化学能的过程。由于光合作用，植物或藻类释放氧气 (O 2 ) 并消耗二氧化碳 (CO 2 ) 的过程，地球上的生命继续存在。但是，如果我们可以人工复制这种获取能量的自然方法呢？
坎皮纳斯州立大学（Unicamp）化学研究所（IQ）的一组研究人员开发了纳米尺度（一米的十亿分之一）的材料，试图人工进行光合作用，主要目的是产生能量。
“基于对植物进行的自然光合作用系统的现有知识，我们正试图在人造材料、电力甚至太阳能燃料中重现光合作用功能的要点”，Jackson Dirceu Megiatto Júnior 教授说。 Unicamp 的智商，给 FAPESP 机构。
人工光合作用的想法始于 20 世纪初，但几年前才被认为是可能的，随着一些科学进步，允许在实验室中使用太阳能和水来产生氢气和氧气据导演梅吉亚托说。
在这些创新中，也许主要的创新是在被太阳能激活时加速反应的催化剂材料，将水分子分解为氢和氧。
还开发了硅太阳能电池板，开辟了将这些光敏材料连接到传统燃料电池的前景 - 电化学电池通过将氢气和氧气结合再次形成水分子将化学能转化为电能。根据 Dirceu Megiatto 的说法，挑战在于将材料连接到燃料电池。 “如果我们能够在燃料电池中使用新材料产生的氢和氧，就有可能再次产生水和电，并关闭进行人工光合作用的循环，”他说。
然而，使用硅板作为光合作用材料也有一些缺点：成本高，难以处理以达到所需的纯度。
硅的替代品
由于硅太阳能电池板当时不可行，因此寻求一种替代的天然材料来产生人工光合作用。 Unicamp 的 IQ 本身就在寻找这种替代方案。没有比叶绿素更好的催化剂了，叶绿素是一种色素，除了赋予其绿色外，还被植物自然用于光合作用。 “这些分子是能够吸收太阳能的自然方式。然而，他们的化学合成过程既困难又昂贵”，Megiatto 评论道。
因此，创造了一种人造叶绿素，称为卟啉。它更易于使用并且具有天然叶绿素所不具备的化学稳定性。
“当这些材料与催化剂连接时，已证明非常有希望通过水分子的氧化将太阳能转化为化学能，但目前，它们仅在水溶液中进行研究，而不是在光合作用中进行研究。设备真实，”Megiatto 说。
现在的目标是用产生的分子形成光敏聚合物薄膜，以开发固体材料，并将它们沉积在金属和半导体板（电极）上，这是太阳能电池运行所必需的。
“在该项目中获得的知识也可以应用于农业研究，以提高用于生产生物燃料的植物的产量”，Megiatto 总结道。
资料来源：FAPESP 机构
