伊利诺伊大学的化学家通过人工光合作用成功地利用水、二氧化碳和可见光制造燃料。通过将二氧化碳转化为丙烷等更复杂的分子，绿色能源技术已成功地向前发展，以利用多余的二氧化碳并以化学键的形式储存太阳能，以便在阳光不足和能源需求高峰期间使用。
植物利用阳光驱动水和二氧化碳反应产生高能葡萄糖来储存太阳能。在这项新研究中，研究人员开发了一种人工反应，使用富含电子的金纳米粒子作为催化剂，利用植物在自然光合作用中使用的可见绿光将二氧化碳和水转化为燃料。这些新发现发表在《自然通讯》杂志上。
“我们的目标是利用过量的二氧化碳和太阳能等可持续能源生产复杂的可液化碳氢化合物，”化学教授兼研究合著者普拉桑特·贾恩(Prashant Jain)说。 “液体燃料是理想的，因为它们与气体燃料兼容。它们的运输更容易、更安全、更经济，而且它们由具有更多键的长链分子组成，这意味着它们的能量密度更大。”
在 Jain 的实验室中，博士后研究员、该研究的第一作者 Sungju Yu 使用金属催化剂吸收绿光并传输二氧化碳和水化学反应所需的电子和质子，在自然光合作用中充当叶绿素。
贾恩说，金纳米颗粒作为催化剂效果特别好，因为它们的表面很容易与二氧化碳分子发生反应，有效吸收光能，而不会像其他容易生锈的金属那样分解。
有很多方法可以释放储存在碳氢燃料化学键中的能量。然而，简单而传统的燃烧方式最终会产生更多的二氧化碳，这违背了捕获和储存太阳能的初衷，贾恩说。
“通过这种方式制造的碳氢化合物还有其他非传统应用，”他说。 “它们可以产生电流和电压来为燃料电池提供动力。世界各地有许多实验室正在研究如何提高它们的效率。”将碳氢化合物中的化学能转化为电能。”