在上周舉行的首屆能源高級研究計(jì)劃局會議上,，麻省理工學(xué)院（MIT）的一名化學(xué)家丹·諾塞拉（Dan Nocera）展示了他如何合理地將刺激資金使用在研究新的光合作用過程上。使用一種特殊的催化劑,，僅需要陽光和一瓶水,，新的光合作用過程就能將水分解成氧氣和氫氣,，并能高效率地為一間房子供能。
去年美國刺激法案的一個有趣的副作用是,，為美國能源高級研究計(jì)劃局（ARPA-E）——類似于美國國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）中關(guān)注能源的部門,，但是是民用性質(zhì)的機(jī)構(gòu)——提供了4億美元資助。
像有機(jī)光合作用（organic photosynthesis）一樣,，諾塞拉的化學(xué)反應(yīng)通過陽光將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成氧氣和能量,。植物是以糖的形式產(chǎn)生能量,，然而這種新的光合作用過程是以游離氫（free hydrogen）的形式產(chǎn)生能量。這種氫能夠在燃料電池中與氧氣再結(jié)合而生成電能,，或者直接轉(zhuǎn)化成液體燃料,。
大約4個小時的時間內(nèi)，通過諾塞拉的催化劑處理的水能夠產(chǎn)生30度（千瓦小時）的電能,。此外,，這種新的光合作用過程也很便宜。實(shí)際上,，是如此便宜以致諾塞拉能夠毫無問題地展望這一天的到來,，即每間房子都能夠通過這種新的光合作用產(chǎn)生自己所需的燃料和電能。
如果丹·諾塞拉實(shí)現(xiàn)了他的人工光合作用方式,，那么一瓶飲用水將能夠?yàn)橐粋€發(fā)展中國家的家庭提供足夠的能量,。MIT的化學(xué)家以及太陽催化劑（SunCatalytix）公司的創(chuàng)始人，諾塞拉已經(jīng)開發(fā)出一種基于鈷的催化劑,，使他能夠通過與植物相同的方式儲存能量：即分解水,。
“幾乎所有的太陽能都儲存在分解水的過程中，”諾塞拉在3月2日的美國能源高級研究計(jì)劃局會議上所作的就職演說里講道,。太陽催化劑公司是五家接受政府資助開發(fā)被稱為“電燃料”的“直接太陽能燃料”的公司之一,，他們受能源高級研究計(jì)劃局——一個新成立的、致力于開發(fā)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的高級研究計(jì)劃局（Advanced Research Projects Agency）——的資助,。“我們通過模擬光合作用來進(jìn)行大型的太陽能存儲,。”
據(jù)諾塞拉稱，他的新系統(tǒng)能夠在無需特殊溫度和壓力要求的條件下,，也無需在一杯水中侵蝕——即便是受污染的水——的情況下運(yùn)行,。“如果為了儲存能量，你需要純凈水,，那么純凈水將會把能量吸收,，”諾塞拉說。“而我們卻使用水坑里的水（指污染的水）,。”實(shí)際上,，諾塞拉已經(jīng)使用來自波士頓查爾斯河（Charles River in Boston）的未經(jīng)處理的水測試了他的雛形方案,。同時這個新的光合作用過程很便宜,，不需要像商業(yè)電解槽（electrolyzer）那樣每千瓦電能耗資12000美元。“那樣的話,，將無法幫助改善美國的能源狀況或者世界上的窮人,。”
通過由一個5米寬6米長的光伏陣列（photovoltaic array）產(chǎn)生的電能，諾塞拉宣稱他能夠在4小時內(nèi)分解足夠的水“來儲存足夠美國一般家庭”一天所需的能量,，即30度多一點(diǎn),。“我們需要停止那種一次性制造大型能源系統(tǒng)為大眾服務(wù)的做法,。我們需要通過古老的美國式的方式一小步一小步地進(jìn)行，然后再制造面向所有大眾的系統(tǒng),。”
他參照的例子,？正是汽車。畢竟,，在1898年時,，全世界范圍內(nèi)的相關(guān)公民領(lǐng)袖聚集在一起；因?yàn)橛泄烙?jì)預(yù)測以當(dāng)時的發(fā)展速度倫敦將被3米深的糞便掩埋（譯注：汽車工業(yè)之前,，主要使用馬車,；大量的馬車將產(chǎn)生大量的糞便）；紐約的樁柱將達(dá)3層樓那么高,。然而在不到二十年的時間里,，那個擔(dān)憂完全不存在了。“他們沒有看到汽車工業(yè)的興起,，”諾塞拉說,。“轉(zhuǎn)折發(fā)生了。”（生物谷Bioon.com）
