日本豐田集團旗下的豐田中央研究所最近也開發出一種“人工光合作用”新技術，即使用“光觸媒”提高“人工光合作用”能量轉換效率。

“光觸媒”指的是以二氧化碳等為原料制成的化學物質，其特點是在受到光的照射后，能促使周圍物質氧化分解。

早在幾年前，豐田公司已經制成“光觸媒”產品，但用途僅限于除臭去污———只要在有光的地方放置上這種“光觸媒”產品，就能促使散發異味的污漬污垢氧化分解為無臭無害的物質。

全新技術研究的關鍵點是，利用“光觸媒”產品的特征，也可實現“人工光合作用”———“光觸媒”產品被放置于水中并加以陽光照射，水就會被分解為帶正電荷的氫離子、帶負電荷的電子和氧氣等三種物質，并在人工模擬條件下結合成有機物甲酸。

這項研究與諾塞拉的“葉片發電站”形式頗為相似。不過時下此項技術的太陽能轉換效率僅為0.04%，是普通植物光合作用的1/5。但正如研究“葉片發電站”的專家表示，真要在千家萬戶建設“葉片發電站”尚需時日，技術上還須作出許多改進，因此“光觸媒”技術或許能進一步提高能源轉換率，更早實現科學家們“一家一個‘葉片’發電站”的夢想。

據悉，日本專家還嘗試在利用“光觸媒”發電的過程中，同時制造出乙醇等用途更為廣泛的有機物，服務于汽車動力等更多領域。

“人工光合作用”是人類試圖復制或模擬植物天然光合作用過程。這是借助陽光將水和二氧化碳轉化為碳水化合物與氧氣的一個新興研究領域。利用陽光和特別的催化劑將水分解成氫氣和氧氣，也被廣義地劃歸在“人工光合作用”領域內。

最近，美國麻省理工學院的科學家們在此領域邁出了革命性的一步。他們模擬植物光合作用發明了一種人造“葉片”，可用一片“葉子”供應一個家庭一天的用電量。

新發明：“葉片”發電站

麻省理工學院一名化學家丹·諾塞拉發明了一種特殊催化劑，僅需要陽光和一瓶水，就能通過“人工光合作用”高效率地產生電能。

這種以硅原料制造、包含催化劑的“葉片”發電站僅明信片大小。其結構很簡單：在太陽光下將這種特殊葉片置于1加侖(約3.8升)清水中，葉子當中的催化劑會將水分解成為氫和氧兩種元素，將氫氣和氧氣存入電池當中，就轉化為電能。

他們用了約4個小時，通過催化劑處理的水，便能夠產生30度的電能，完全可以滿足一個普通家庭一天的用電需求。此外，“葉片發電站”運作時，無需特殊溫度和壓力，甚至連水都不必經過凈化———諾塞拉實驗時使用的是取自波士頓查爾斯河未經任何處理的略顯混沌的河水。

由于運作成本很低，這種“葉片發電站”即便是在發展中國家的一般家庭也買得起。

因此“人工光合作用”技術若能投入應用，對人類無疑是個特大“福音”。首先，“人工光合作用”技術可望大大減少造成“溫室效應”的二氧化碳氣體，減緩地球變暖速度；其次，通過“人工光合作用”技術制造出的有機物，未來有望代替石油成為新的綠色能源；“人工光合作用”最重要的一點是不占耕地，也不會與人爭糧。

新突破：催化劑提高效率

但是“人工光合作用”的第一步———將二氧化碳轉變為一氧化碳時，須耗費驚人電力，最可能出現的情況是入不敷出，即與獲得的能量相比，轉換過程中所需的能量甚至更多。因此科學家們紛紛集中力量改進催化劑。

美國依利諾伊大學科學家剛剛研制出一種新的液體離子催化劑，其功能可大大減少“人工光合作用”過程中所需的能量，提升能源轉換效率。

同時，科學家們還設計出一種獨特的電化學電池配合使用。作為“流反應器”，這種電池使科學家能精準地調整電解質流的成分，并改進其反應動力，大大降低了二氧化碳反應時的“超電勢”。“超電勢”即實際所需電勢與理論計算所需電勢之差。“超電勢”越高，完成電化學反應的阻力越大，即能耗越多。

如果將這種電化學電池與液體離子催化劑與“葉片”發電站技術同時應用，即有可能獲得更大效益。