化學家設計神奇的「人工葉」，只需陽光、二氧化碳和水，就能製造酒精

劍橋大學的科學家改良「人工光合作用」技術，能直接將二氧化碳、水轉化為酒精等高能量密度的燃料。與石化燃料不同，他們生產的燃料，淨碳排為零。它也不若「生質酒精」（以甘蔗、玉米為原料）一般，會排擠生產糧食所需的農地。

雖然該技術仍屬實驗室小規模生產，但研究人員表示，他們這款功能猶如「人工葉」（artificial leaves）的設備是能源轉型的重要里程碑。成果已發表在今年5月的《自然能源》（Nature Energy）雜誌。

人工葉借鏡天然光合作用的原理，將光能轉化為化學能再以燃料的形式儲存起來。人工葉的組成通常包含「光觸媒」，可吸收光能並藉此推動後續化學反應。先前科學家所設計的人工葉只能製造較簡單的化學物質，如氫氣和一氧化碳等。本次研究團隊研發了一款以銅和鈀（Pd）為基底的「電催化觸媒」（electrocatalysts），並且與由鉍（Bi）、釩（V）和氧等元素組成的光觸媒協同作用。經優化後，能生產更易於運用的化學物質──酒精和丙醇。這兩種產物都是高能量密度的液態燃料，而且較氫氣更易於運輸和儲存。

生質酒精被視為環保的汽油替代品，能幫助實現淨零碳排目標，因為它是以植物為原料製成。美國許多加油站有提供含10%生質酒精的汽油，可減少20到50%的碳排。但生質酒精仍有某些爭議，根據美國農部的數據，美國所種植的玉米有近45%被用於生產酒精，嚴重排擠了糧食生產用地。如果以人工葉所生產的酒精能擴大產量並取代生質酒精，玉米田將可回歸糧食生產，減少糧食危機的風險。

本次研究的主要科學家 Motiar Rahaman 博士表示，將陽光照在人造葉上就能生產酒精是非常驚人的化學反應，因為先前的設計僅能產出一氧化碳或氫氣。這真是令人興奮的進展，並將人工葉的研發推往更高的層次。研究團隊仍持續優化他們的人工葉，提升吸收光能及將光能轉化為燃料的效率。也需設法擴大生產的規模，以便將來能生產大量燃料。