這個問題幾十年前科學家就在試著解決了，畢竟這種能量來源近乎免費太有吸引力了。從光合作用的本質說起：光合作用在葉綠體內的步驟可分成兩步：1、水的分解2、碳水化合物的合成所以人工模擬光合作用也可以從這兩步來談，想要人工模擬這個反應，最重要的問題就在於催化劑和催化介質，如何能模擬出類似葉綠體這樣的高效催化系統，從這個角度來說，催化介質最好也是薄膜（反應表面積大，利於氣體交換）水的分解這步其實並不難做到，只不過從前的技術比較耗能（電解+貴金屬催化），屬於投入大於產出，幹了也白乾，但是目前這步已經被MIT的研究人員透過新型催化劑解決了[1]，他們把這種薄膜材料叫做“人工葉子”，成本低廉，往水裡一扔，曬曬太陽就能將水變成氧氣和氫氣，說白了就是直接可以用於燃燒產能了。據他們自己說已經做好商業化準備並可以將這種技術用於交通工具，房屋供暖啊之類的。這個結果應該是08年左右的事情，具體進展沒有追蹤。而且如果僅從這一步來說，利用現在的光伏電池，已經接近甚至超越了植物葉綠體的產能效率。然後從另外一個角度來看，植物本身是依靠光反應中提供的電子和氫離子，進入碳的卡爾文迴圈，然後固碳形成澱粉。如何人工的完成這個步驟？查到一篇2011年的中文文獻[3]，作者提到已經可以實驗室裡透過13個酶促反應將二氧化碳轉化成糖，如果利用可以工業化得到的乙醛作為底物，還能把步驟降低為11步，而且不需要不穩定的NADH和ATP，這些酶促反應的每一步都在生物體記憶體在，但是總的反應卻和生物本身的反應不同。如果結合這個系列反應配合光伏電池產生的能量，就相當於模擬完整的光合作用了。但是這一個步驟現在還停留在實驗室的階段，如何能將這麼複雜的生化反應在人造薄膜內進行？這應該是接下去要解決的重要問題。
這個問題幾十年前科學家就在試著解決了，畢竟這種能量來源近乎免費太有吸引力了。從光合作用的本質說起：光合作用在葉綠體內的步驟可分成兩步：1、水的分解2、碳水化合物的合成所以人工模擬光合作用也可以從這兩步來談，想要人工模擬這個反應，最重要的問題就在於催化劑和催化介質，如何能模擬出類似葉綠體這樣的高效催化系統，從這個角度來說，催化介質最好也是薄膜（反應表面積大，利於氣體交換）水的分解這步其實並不難做到，只不過從前的技術比較耗能（電解+貴金屬催化），屬於投入大於產出，幹了也白乾，但是目前這步已經被MIT的研究人員透過新型催化劑解決了[1]，他們把這種薄膜材料叫做“人工葉子”，成本低廉，往水裡一扔，曬曬太陽就能將水變成氧氣和氫氣，說白了就是直接可以用於燃燒產能了。據他們自己說已經做好商業化準備並可以將這種技術用於交通工具，房屋供暖啊之類的。這個結果應該是08年左右的事情，具體進展沒有追蹤。而且如果僅從這一步來說，利用現在的光伏電池，已經接近甚至超越了植物葉綠體的產能效率。然後從另外一個角度來看，植物本身是依靠光反應中提供的電子和氫離子，進入碳的卡爾文迴圈，然後固碳形成澱粉。如何人工的完成這個步驟？查到一篇2011年的中文文獻[3]，作者提到已經可以實驗室裡透過13個酶促反應將二氧化碳轉化成糖，如果利用可以工業化得到的乙醛作為底物，還能把步驟降低為11步，而且不需要不穩定的NADH和ATP，這些酶促反應的每一步都在生物體記憶體在，但是總的反應卻和生物本身的反應不同。如果結合這個系列反應配合光伏電池產生的能量，就相當於模擬完整的光合作用了。但是這一個步驟現在還停留在實驗室的階段，如何能將這麼複雜的生化反應在人造薄膜內進行？這應該是接下去要解決的重要問題。