新型“人造树叶”将CO2转为化工原料

科技日报北京11月4日电 （记者刘霞）英国剑桥大学科学家研发出一种新型太阳能“人造树叶”。这是一种生物混合装置，融合了有机半导体与生物酶，能模拟光合作用，将二氧化碳（CO₂）和阳光高效转化为甲酸盐等有价值的化工原料。该装置不仅耐用、无毒，且完全不依赖化石燃料，为绿色化学工业开辟了新路径。相关研究成果发表于新一期《焦耳》杂志。

化工行业的碳排放量约占全球总量的6%。科学家正致力于推动化工行业“去化石化”，构建可持续的绿色化工体系。

剑桥大学研究团队长期专注于“人造树叶”技术，旨在利用阳光直接生产碳基燃料与化学品，摆脱对化石原料的依赖。但此前多数设计存在短板：有的依赖合成催化剂，稳定性差；有的采用无机半导体，不仅吸光效率低，还可能含有铅等有毒元素。

此次突破在于开发出一种混合装置，将吸光有机聚合物与细菌酶有机结合，将阳光、水和CO₂直接转化为甲酸盐。甲酸盐可用于石油钻井液、香精合成、医药中间体制备以及有机催化反应等多个领域。

测试结果显示，该装置不仅电流输出高，电子转化效率也接近完美，持续运行时间超过24小时，远超以往设计的耐久度。

新装置兼具两大优势：有机半导体可调控、无毒；生物催化剂则具备高选择性与高效率。这是有机半导体首次作为光捕获组件应用于此类生物混合系统，标志着新一代环保“人造树叶”迈出关键一步。

团队认为，这一成果证明，太阳能设备完全可以实现高效、耐用、无毒与可持续的完美结合，有望成为未来生产绿色燃料与化学品的重要平台。他们计划进一步优化设计，延长设备寿命，并拓展其合成更多类型化学品的能力。