导读
美国研发出人工光合作用装置生成氢气
美国麻省理工学院化学家Daniel Nocera领导的一个研究小组研发成功了一种用太阳能生产氢气的装置。他们先是用三层很薄的太阳能硅电池材料压制成片状太阳能电池，然后在电池的阳面（朝向阳光的一面）镀上镍、钼、锌三种元素合成的一种催化剂，在阴面（背向阳光的一面）镀上含钴元素的一种催化剂。把这种太阳能电池板浸入水中，阳面产生的正电荷穿过硅电池片抵达阴面，把水分子电离成氧分子和带正电的氢离子，氢离子游到阳面与残留在阳面上的负电荷中和后生成氢分子，释放出氢气。Nocera的这个装置与植物的光合作用十分相似，它比以往类似装置优越得多的地方是所用的材料十分丰富从而价格便宜，另外它能长时间稳定地生成氢气。
Nocera的发明最近在《科学》、《自然》等许多著名网站上有大量文字说明和视频。有评论说这是一项里程碑式的发明，它把太阳能直接转化成了可大量存储、运输的清洁能源，一举解决了电能存储、化石燃料的温室气体排放和环境污染等问题对人类的困扰。印度跨国公司塔塔集团已与Nocera签定了技术市场化协议。目前，Nocera装置的能量转化率还比较低，在实验室中只有4.7%，因而生成氢气较慢，但包括Nocera在内的众多科学家对比较快地把这一装置发展到产业化水平充满信心。
光合作用(Photosynthesis)指的是是植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。人造光合作用就是人工模拟实现光合作用这一过程。
模拟光合作用储存太阳能的技术早在上世纪70年代初就进入了科学家的视线。几十年来，研究人员一直在尝试复制绿色植物分解水的方式。利用化学方式，科学家早已能够完成水的分解反应，但这些化学反应条件非常苛刻，温度很高，溶液具有腐蚀性很强的碱性，而且催化剂需要用到铂等稀有而昂贵的化合物。而加州大学劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员找到了高效的催化剂——氧化钴纳米颗粒，实现了高转化率的光解反应，相关论文已发表在德国《应用化学》期刊上。
Journal of Chemical Physics：实验室中再现光合作用“最优路径”
美国研究人员日前开发出一种探测植物光合作用过程的新方法。该技术有助于加深人们对光合作用这一利用太阳能最有效的方式的理解，改进现有太阳能电池的设计，提高其转换效率。
伊利诺伊大学化学与生物分子工程系教授保罗•柯尼斯领导的团队与新兴公司二氧化物材料公司携手，研制出了一种新的液体离子催化剂，大大改进了人工光合作用进行的效率，能更高效更节能地将二氧化碳转变为燃料。
PLoS Genetics：植物光合作用分子机理研究取得进展
中国科学院遗传与发育生物学研究所基因组生物学研究中心储成才研究组通过大规模筛选鉴定水稻光合能力和碳同化突变体（photoassimilate defective1, phd1），克隆和鉴定了编码一个新型UDP-葡萄糖差向异构酶基因PHD1，其参与了糖脂的生物合成以及光合膜的生物发生过程。
在最新一期的“Science Express”上刊登了这样一篇文章，探讨如何利用人工光合作用，将二氧化碳合成其他气体，以此减少空气中二氧化碳的浓度，并提供人类生产所需要的电能。一直以来，人们都被二氧化碳电化学转化所需的超高电势所困扰。然而，这篇文章所介绍的做法的独特之处在于：创造一个电化学系统，只需要低电能就可以完成人工光合作用。
减少空气中的二氧化碳，从而降低了温室效等不良的影响，此外，人工光合作用还利用二氧化碳创造了能源物质。它的独特之处在于，把太阳能和风能这种不利于储存的能量，转化成利于储存的能源物质，如合成气体、石油等。这样的研究实现起来有什么困难？
三大难题
尽管取得了重大进展，但研究人员并不认为绿色能源近在眼前。“每日科学”的文章分析说，目前人工光合作用面临着三大难题：如何捕捉太阳能；如何以电子的形式将太阳能转运到反应中心；如何在光合作用的循环过程中补充电子。其中前两个难题已经基本得到了解决，但至今还不知道如何解决第三个难题。要解决这个问题最好的办法就是，彻底弄清光合作用的反应机理。
人工光合作用及太阳能利用1 人工光合作用及太阳能利用2
