在研究人員通過改變植物中的光合機械成功地將水分解為氫和氧之后，尋求找到利用太陽能的新方法已經向前邁出了一步。光合作用是植物用于將太陽光轉化為能量的過程。當植物吸收的水“分裂”時，氧氣作為光合作用的副產物產生。它是地球上最重要的反應之一，因為它是幾乎所有世界氧氣的來源。分解水時產生的氫可能是綠色且無限的可再生能源。

由劍橋大學圣約翰學院的學者領導的一項新研究使用半人工光合作用探索生產和儲存太陽能的新方法。他們利用自然陽光，利用生物成分和人造技術的混合物將水轉化為氫氣和氧氣。

該研究現在可用于徹底改變用于可再生能源生產的系統。發表在NatureEnergy上的一篇新論文概述了劍橋Reisner實驗室的學者們如何開發他們的平臺來實現無輔助太陽能驅動的水分解。

他們的方法也設法比自然光合作用吸收更多的太陽光。

圣約翰學院的第一作者和博士生KatarzynaSokól說：“自然光合作用效率不高，因為它的進化僅僅是為了生存所以它能夠產生最少量的能量-大約是能量的1-2%。可能轉換和存儲。“

人工光合作用已存在數十年，但尚未成功用于制造可再生能源，因為它依賴于催化劑的使用，催化劑通常昂貴且有毒。這意味著它還不能用于將研究結果擴大到工業水平。

劍橋研究是新興的半人工光合作用領域的一部分，旨在通過使用酶來產生所需的反應來克服完全人工光合作用的局限性。

Sokól和研究團隊不僅改進了產生和儲存的能量，他們設法重新激活了已經蟄伏了數千年的藻類的過程。

她解釋說：“氫化酶是一種存在于藻類中的酶，能夠將質子還原為氫氣。在進化過程中，這個過程已被停用，因為它不是生存所必需的，但我們成功地繞過了不活動以達到我們想要的反應--將水分解為氫氣和氧氣。“

Sokól希望這些發現能夠開發出用于太陽能轉換的新型創新模型系統。

她補充說：“令人興奮的是，我們可以有選擇地選擇我們想要的工藝，并實現我們想要的反應，這種反應本質上是難以接近的。這可能是開發太陽能技術的一個很好的平臺。這種方法可以用來將其他反應結合起來看看可以做些什么，從這些反應中學習，然后建立合成的，更強大的太陽能技術。“

該模型是第一個成功使用氫化酶和光系統II來創建純粹由太陽能驅動的半人工光合作用的模型。

Rewin實驗室主任，劍橋大學圣約翰學院院士ErwinReisner博士和該論文的作者之一將該研究描述為“里程碑”。

他解釋說：“這項工作克服了許多與將生物和有機成分整合到無機材料中以組裝半人工裝置相關的困難挑戰，并開辟了開發未來太陽能轉換系統的工具箱。