在上海世博园区内外，一些加氢站已经建成，它们是为服务世博的氢燃料汽车服务的。众所周知，氢燃料是一种清洁能源，它的原料和燃烧后的唯一产物都是水。然而，令能源公司头疼的是氢燃料的生产成本，因此科学家正在想办法降低氢能源的造价。美国研究人员提出一种新的设想，利用病毒提取氢能源能够降低生产成本。
氢能源的获取方法
新设想的提出者是美国女科学家安琪拉贝尔彻（Angela Belcher），她在麻省理工学院从事材料化学方面的研究。她领导的研究团队模拟植物利用太阳光分解水制造促进自身生长所需能源的原理，对一种病毒进行了基因改造，同时将其作为生物支架，将一些纳米组件搭建在一起，最终把水分子分解成了氢原子和氧原子，也就获得了我们所需要的氢燃料。
贝尔彻表示，目前，获得氢燃料的方法有很多种，比如分解水、裂解石油和煤、分解植物等，但是最环保而且最可持续的方法还是电解水，因为水作为氢能源的原料是可以循环利用的。能源公司从大自然中获取水分解成氢燃料，氢燃料燃烧后变成水回到大自然。更妙的是，用水分解获得氢燃料不但不会产生污染物，而且会生成氧气这种很好的工业原料；而氢燃料燃烧后也不会生成污染物。
然而，氢燃料不能够自然获得，它也需要有能源来分解水获得。这听起来似乎有些多此一举，因为多了一个环节就多了能耗，有了能源直接利用不是合算吗？为何要制造氢燃料呢？这是因为一些特殊场合（比如奥运会、世博会、大城市）的人口流量大，因氢能源可以保障这些场合小环境的大气洁净度，可以有效地保障人口密度区域的人们的身体健康。贝尔彻说：“氢作为二次能源有很突出的优点，比如，压缩的氢燃料体积小，重量轻，燃烧值高，便于储存和运输。”
病毒是造氢的阳光通道
既然氢能源被称为清洁能源，如果用传统能源（如石油、火电）来生产，这些能源本身会释放污染物，它们所生产的氢能源就不能算是绿色清洁能源。因此，获得氢能源的最好方法还是用绿色能源（如太阳能、风能等）来分解水。目前，用得比较多的是用太阳能电池板产生的电力来分解水。然而，太阳能电池板本身造价很高。贝尔彻表示，如果利用一些经过基因改造的病毒来分解水，就减少了不少中间环节，制造成本可以大大降低。
研究人员选取的病毒名为M13，这是从一种细菌中提取的病毒，对人体健康没有影响。研究人员对这种病毒进行基因改造后，再让它吸附一个催化剂分子氧化铱和一个吸光物质锌卟啉，吸光物质源源不断地将阳光沿着病毒传递。在这样一个过程中，病毒充当了太阳能的传输通道，可以把太阳能从吸光物质传输到催化剂。在催化剂和太阳能的共同作用下，水就分解成了氢气和氧气。把氢气进行液化和压缩，就变成了高效清洁的绿色能源。
然而，研究人员在实验过程中发现，经过一段时间的氢能生产之后，传输太阳能的病毒“通道”从线状变成了团状，就像是一团乱麻，自然不能很好地传输太阳能了，氢能的生产效率大大降低。研究人员又想了很多办法来克服这个难题，最终将这些病毒变成凝胶状态封入一个胶囊内，因此它们能够保持原有的状态，从而维持了氢能生产过程中的稳定性和有效性。
比起太阳能电池板分解氢气，用病毒制造氢气的效率提高了4倍。目前，从水中分离的氢被分成质子和电子。研究人员正在进行第二步攻关，将这些质子和电子变成氢原子或者氢分子。该研究团队也希望找到更常见、更便宜的物质来做催化剂，替代昂贵而稀少的铱。有关专家表示，氢能源最终大规模生产可能得靠生物方法，而利用病毒生产氢气是氢能源领域内的重大进展。我们相信，有了如贝尔彻等众多科学家的努力，一个洁净的氢能源时代即将到来。
在伊恩麦克尤恩（Ian McEwan）的最新小说《太阳能》中，主人公迈克尔比尔德，一个曾获得诺贝尔奖的物理学家，二十年来躺在荣誉上睡大觉，现在专门研究“餐后演说以及向退休或即将火葬的同僚们致的颂词”。为重振他的事业，比尔德博士偷窃了一个博士后科学家的有关人工光合作用的发明成果，并且试图要利用它咸鱼翻身。
小说可以虚构，但科学并不是空想。光合作用，通过此过程植物把来自阳光的能量转化为化学能，是地球上最重要的化学反应之一，因此人们在进行很多努力想要复制它。可是试验证明这个过程很难卓有成效地被仿效。
网易探索5月7日报道 在光合作用时，要发生两个“半反应”。首先，阳光把水分解为氢和氧，植物是以复杂的分子“光合体系”来进行这一过程的，“光合体系”是利用阳光的能量分离水分子，释放出电子、氢离子和氧。然后在第二个半反应里，电子和氢离子与二氧化碳结合生成能量丰富的碳水化合物，像葡萄糖，用于植物生长。
是第一个半反应提供了一种潜在的能源。阳光已能被用于人工分解水：利用太阳能电池板产生电解过程。然后从水中得到的氢能被储存并且在没有日照的时候，以燃料电池的形式来产生动力。但是鉴于目前太阳能电池板的产量以及昂贵的价格，这个过程并不具有太强的可操作性。
研究人员试着模拟植物所用的过程，他们的试验系统利用光合作用的一些成分，例如叶绿素和催化剂，但结果发现一些原料和催化剂在实验室里是不稳定并且无效的。
病毒性动力
现在，麻省理工学院的安吉拉贝尔彻和她的同事们通过使用一种转基因病毒把水分解为氢和氧，已成功模拟光合作用的第一部分。研究人员取得一种叫M13的病毒，这种病毒通常感染细菌而对人类无害，他们设计这种病毒使之聚集在涂层上，涂层是由氧化铱（研究人员用的催化剂之一）和叫做锌卟啉的感光生物颜料组成。
贝尔彻博士说，这种病毒所提供的是一种脚手架或框架，用于人工光合作用的成分附着在其周围，并且彼此间保持恰当的距离以引发水分解反应。由这种病毒提供的排列大大提高了反应的效率。另外，这种结构也使其本身聚合在一起。但还有问题，其中之一是病毒趋向于聚集在一起，这会妨碍它们的性能。为防止此类事件发生，研究小组把病毒植入微凝胶基质，这保持了它们的聚光性能。
他们最近发表在《自然纳米技术》（Nature Nanotechnology）上的研究中，贝尔彻博士和她的同事们专注于在技术上更有挑战性的目标：产生氧气，但他们现在希望通过重组氢离子获得氢气来完成这一过程。这会提供一种与植物获取阳光大致相同的方法，然后以氢气的形式储存能量。氢气在燃烧或用作燃料电池供电时，能量就被释放。
研究人员同时也在寻找一种比基于铱的催化剂要便宜的催化剂，这种铱催化剂相对昂贵。贝尔彻博士推测，几年后可能会建造一台原型机利用阳光有效地分解水。
