什么是人工光合作用?
人工光合作用是研究人员正在探索的捕获到达地球的阳光能量的新方法之一。
光合作用:
光合作用是太阳光，二氧化碳，和水变成可用的燃料它通常是与以碳水化合物、蛋白质和脂肪为燃料的植物有关。植物只利用到达地球的3%的阳光进行大规模的能量转换，将超过1.1亿吨的二氧化碳转化为食物来源每年都有动物。
光伏技术:
这种对太阳的利用代表了一种几乎未开发的潜力，可以在短期内产生供人类使用的能源努力将光伏电池技术商业化的时机正在进行中。使用基于半导体的系统，光伏技术将阳光转化为电能，但在昂贵和有点低效的方式与显著的缺点相关能量储存以及天气和阳光的动态变化。
人工光合作用:
发生两件事植物将阳光转化为能量:
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阳光是通过叶绿素、蛋白质和酶收集的
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水分子被分解成氢、电子和氧。
这些电子和氧气然后把二氧化碳变成碳水化合物，然后氧气被排出。
在这个反应结束时，为了生产供人类使用的能量而设计的人工过程不仅会释放氧气，还需要释放液态氢或甲醇，这些氢或甲醇将被用作液体燃料或输送到燃料电池．生产氢气和捕捉阳光的过程不是问题。的挑战在于发展一种催化剂，可以分解水分子，得到电子，开始化学过程，产生氢气。
有许多有前途的催化剂，一旦完善，将对我们如何应对能源供应挑战产生深远的影响:
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锰直接模仿了植物中的生物学特征。
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二氧化钛用于染料敏化电池。
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氧化钴作为催化剂是非常丰富，稳定和有效的
人工光合作用操作:
在通过人工光合作用实现燃料的情况下，嵌入膜中的纳米管就像绿叶一样，利用入射的太阳辐射(H³)分解水分子(H2O)，释放出电子和氧气(O2)，然后与之发生反应二氧化碳(CO2)来生产一种燃料，这里显示为甲醇(CH3OH)。其结果是可再生的绿色能量来源这也有助于清除大气中燃烧化石燃料产生的过量二氧化碳。
人工光合作用的历史:
植物利用有机化合物不断更新。研究人员正在寻找能够催化所需反应的无机化合物，这些化合物既有效又广泛可用。这项研究在很大程度上得到了推进纳米技术的应用．这是科学界逐步进步的一个很好的例子。
本世纪初的研究表明，铱晶体有效地推动了二氧化碳的减少，但铱是极其罕见的需要使用它的技术将是昂贵的，而且永远不能用于大型工程规模。尝试了钴晶体。他们成功了，钴很容易得到，但最初的配方根本没有效率。随着纳米技术的引入，情况发生了变化技术．
主要的一点是，这种独特的增加方法似乎是可行的。它有利用太阳能的优势一种可以更有效地储存和使用的能源比电池低，而且至少是碳中性的。
大规模太阳能燃料加工中的问题
成功地扩大实验室原型人工光合作用在商业规模上，科学家和工程师正在就重大科学和技术障碍进行合作。
高效:为了产生能量在美国，它们必须尽可能多地捕捉阳光。可转化为化学能的阳光比例越大，所需的材料和土地就越少。
经久耐用:与建造它们所用的能量相比，它们必须能够在生命周期内转换大量的能量。由于某些材料暴露在阳光下会迅速腐烂，这是一个主要的风险。
成本效益:太阳能燃料必须具有成本效益，以便在经济上可行。
