植物光合作用被秒杀！15%转化率的人造叶片正在改写碳中和规则

你有没有想过，汽车排出来的尾气有一天会重新变成汽车的燃料，这听着好像是科幻小说里的情节，但这个魔术正在中国科学家的实验室里变成真的，当我们还在为碳排放发愁的时候，他们已经在琢磨怎么让二氧化碳变成财富。

近来，中国科学院地球环境研究所的团队，在《自然·通讯》上发布了一项开创性研究，该团队研制出了一种特殊催化剂材料，当太阳照着的时候，它就能像植物叶子一样，把二氧化碳和水转变成燃料。
不同的是，这个"人造叶片"比真正的植物更聪明——它能把太阳光产生的电子和氢原子储存起来，等到需要时再释放出来，在150到300摄氏度的低温下就能完成转化。
这个温度到底有多低。传统化工反应一般要在上千摄氏度的高温环境中进行，可这项新技术就好像用小火慢慢做菜似的，能在温和的条件下高效进行化学反应，参与研发的香港科技大学团队发现，这个系统把太阳能转化成化学能的效率达到15%，已经超出植物光合作用的平均转化效率。
航空业这会儿正着急盼着这项技术成熟。中国每年的航空煤油需求量能达到4000万吨，可是传统的生物质燃料转化办法因为受资源限制，产量低使得价格挺高，2025年12月，由上海机场集团带头的龙曜项目在上海建成了全球第一台从空气中直接捕捉二氧化碳转化为航空燃料的原型机。

表现比较让人意外的这台原型机。实验数据显示，二氧化碳的单程转化率超过百分之五十，航煤选择性达到百分之七十以上，这是怎么回事，要是你往系统里输入一百个二氧化碳分子，会有五十个被转化，其中三十五个就变成能直接加到飞机油箱里的航空煤油，这一步法合成技术的工艺流程比较短，大大减少了投资成本。
船舶运输同样面临着减排的巨大压力。一艘大型货轮横跨太平洋的旅程，排放的二氧化碳相当于数千辆汽车一年的排放量。电池太重，氢燃料储存困难，这些"难以电气化"的行业正是太阳能合成燃料最有用武之地的场景。与其让这些行业为减排头疼，不如让它们的排放物成为下一批燃料的原料。
对于普通人来讲，这项技术带来的影响可能比较直接，你想，你家附近的加油站以后可能不用从很远的油田运汽油，反过来能在本地靠着阳光、空气和水培育出燃料，西部地区丰富的太阳能资源就不会再被浪费，而是能变成液态燃料运到各处，这不但解决了能源储存的难题，还给偏远地区创造了新的产业机会。
技术有着不错的前景，可是背后的挑战也不能不重视，催化剂的稳定性是首要的问题，就像炒菜的锅用久了会粘东西一样，催化剂反复用会渐渐失效，目前实验室里的催化剂能稳定工作多长时间，能不能承受工业化规模的连续运转，这些数据还得更多验证。

成本是另一个实际要考虑的事儿。虽然一步法合成降低了投资成本，可和传统化石燃料比起来，太阳能合成燃料的价格还是比较高，这就跟电动车刚出现时的尴尬情况一样技术是可行的，但经济性还不太能吸引人，不过，随着技术成熟还有规模化生产，成本下降的空间挺大的。
​ ​社会接受度也是个挺微妙的事儿。当人们听说飞机烧的是用空气造出来的油，会不会担心安全性，这就得靠大量的科普工作还有实际案例来建立信任，好在，这些合成燃料的化学成分跟传统燃料差不多一样，不用改造现有的发动机和基础设施，这就大大降低了推广的门槛。
​ ​从实验室到加油站，这条路还有多远，业内专家预测，未来3到5年里，小规模商业化示范项目可能会先在西部新能源富集的地方落地，这些项目会就地把弃风弃光的资源消纳掉，把光和风变成能装进油桶的液体燃料。
​ ​更大胆的想法是，这项技术有可能重塑全球的能源格局，传统的能源进口国有可能变成绿色能源出口国，因为阳光和空气到处都有，沙漠地区反倒可能成为新的能源中心那儿最不缺的就是阳光和空间，当能源不再被地下的石油储量限制，而是取决于头顶的阳光时，世界会变成啥样

​ ​这项技术带来的，不只是解决能源问题的办法，更是一种思维方式的改变，我们平常把二氧化碳当成废物，着急地想要把它藏起来、埋掉，可是换个角度看，它其实是一种原料，一种到处都能得到的免费资源，就像古人看到落叶就觉得是垃圾，之后发现能当肥料一样，我们对待废物的态度，往往就决定了它真正的价值。
​ ​当阳光照到催化剂上的时候，电子开始动起来，氢原子被抓住，二氧化碳分子被拆开重新组合，这个过程没有声音，但是却在改变着能源的未来，也许有一天，我们会很自然地说，去给车加些太阳能吧，到那时候，人们可能都忘了，这个看起来平常的场景，曾经是多么难以想象的梦想。
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