研究人员开发了一种太阳能技术，可以将二氧化碳和水转化为液体燃料，这些燃料可以直接添加到汽车发动机中作为直接燃料。

来自剑桥大学的研究人员利用光合作用的力量来转化一氧化碳。2V、水和阳光一步到位地转化为多种碳燃料——乙醇和丙醇。这些燃料具有高能量密度，易于储存或运输。

与化石燃料不同，这些太阳能燃料产生净零碳排放和完全可再生，与大多数生物乙醇不同，它们不会将任何农业用地从粮食生产中转移出去。

虽然该技术仍处于实验室规模，但研究人员表示，他们的“人造叶子”是从化石燃料经济过渡的重要一步。研究结果发表在《自然能源》杂志上。

生物乙醇被吹捧为汽油的更清洁替代品，因为它是由植物而不是化石燃料制成的。如今，道路上的大多数汽车和卡车都使用含有高达10%乙醇(E10燃料)的汽油。美国是世界上最大的生物乙醇生产国：根据美国农业部的数据，美国种植的所有玉米中近45%用于乙醇生产。

“像乙醇这样的生物燃料是一项有争议的技术，尤其是因为它们占用了可用于种植粮食的农业用地，”领导这项研究的Erwin Reisner教授说。

几年来，位于优素福·哈米德化学系的赖斯纳研究小组一直在开发可持续的零碳燃料，其灵感来自光合作用 - 植物使用人造叶子将阳光转化为食物的过程。

迄今为止，这些人造叶子只能制造简单的化学物质，例如合成气，一种氢气和一氧化碳的混合物，用于生产燃料，药品，塑料和肥料。但为了使该技术更加实用，它需要能够在单个太阳能步骤中直接生产更复杂的化学品。

现在，人造叶可以直接生产清洁的乙醇和丙醇，而无需生产合成气的中间步骤。

研究人员开发了一种铜和钯基催化剂。催化剂经过优化，使人造叶子能够产生更复杂的化学物质，特别是多碳醇乙醇和正丙醇。这两种醇都是高能量密度的燃料，易于运输和储存。

其他科学家已经能够使用电力生产类似的化学物质，但这是第一次用人造叶子仅使用来自太阳的能量生产这种复杂的化学物质。

“阳光照射在人造叶子上，从二氧化碳和水中获取液体燃料是一种惊人的化学反应，”该论文的第一作者Motiar Rahaman博士说。“通常，当您尝试转换 CO2V使用人造叶片装置进入另一种化学产品，你几乎总是得到一氧化碳或合成气，但在这里，我们已经能够利用太阳的力量生产出实用的液体燃料。这是一个令人兴奋的进步，为我们的工作开辟了全新的途径。

目前，该设备是概念验证，仅显示出适度的效率。研究人员正在努力优化光吸收剂，以便它们能够更好地吸收阳光，并优化催化剂，以便它可以将更多的阳光转化为燃料。还需要进一步的工作来使该设备可扩展，以便它可以生产大量燃料。

“尽管仍有工作要做，但我们已经展示了这些人造叶子的能力，”赖斯纳说。“重要的是要表明，我们可以超越最简单的分子，并在我们从化石燃料过渡时制造直接有用的东西。