面向未来的太阳能绿色化工

“我们的人造森林就像绿色植物中的叶绿体。”杨说，“当阳光被吸收，光子在硅和二氧化钛纳米线中激发产生电子—空穴对，吸收不同频率的太阳光谱。光子产生的电子在硅中被传递给细菌用于还原二氧化碳，光子产生的空穴在二氧化钛中将水分子分解，产生氧气。”

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纳米线阵列森林建成后，成为一种微生物群落的栖息地，这些微生物群落能产生特殊的酶，选择性地催化还原二氧化碳。在这一研究中，伯克利小组用的是一种叫做卵形鼠孢菌的厌氧菌，这种菌能很容易地直接从周围环境中获得电子，还原二氧化碳。 本+文内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 ta np ai fan g.com

“鼠孢菌是非常好的二氧化碳催化剂，同时生成醋酸盐，这是一种多功能化学中间体，可以制造多种有用的化学产品，”米歇尔·张说。“使用缓冲半咸水和少量维生素，我们可以在纳米线阵列中统一‘进驻’鼠孢菌。” 本+文+内/容/来/自:中-国-碳-排-放（交—易^网-tan pai fang . com

当鼠孢菌把二氧化碳还原成醋酸盐（或其它生物合成中间体）后，再由转基因大肠杆菌将其合成特殊的化学品。在他们的研究中，为了提高目标化学品产量，把鼠孢菌和大肠杆菌分离开来。将来催化与合成这两步可以合并为一个过程。

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未来商业化展望 内-容-来-自；中_国_碳_0排放￥交-易=网 t an pa i fa ng . c om

研究人员指出，他们的人工光合作用系统成功的关键是分离目标要求，将提高光捕获效率和提高催化活性分开，纳米线/细菌混合技术使之成为可能。通过这种方式，伯克利小组在模拟阳光下实现的太阳能转化效率为0.38%，持续约200小时，与自然界中的树叶相仿。

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他们用醋酸盐制造的定向化学品产量也得到提高——高达26%的丁醇（一种类似汽油的燃料）、25%的青蒿二烯（一种抗疟药青蒿素的前体）和52%的可再生生物降解塑料PHB。随着该技术进一步精炼，预计系统的性能还会提高。 禸嫆@唻洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

“目前我们正在研究第二代系统，把从太阳能到化学产品的转化效率提高到3%，”杨说，“等我们在成本效益上达到了10%的转化率，把这一技术推向商业化就切实可行了。”

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