“人工树叶”：利用太阳能的帮手

　　在许多科学家的眼中，树叶是利用太阳能的“高手”。如果能人工造出“树叶”，能源问题或许就能得到根本性解决。几十年来，研制“人工树叶”一直是科学家们神圣的终极奋斗目标之一。十多年前，美国国家可再生能源实验室的约翰·特纳，发明了第一片“人工树叶”。不过，该装置由贵重的金属材料制成，且性能非常不稳定，因此未得到广泛应用。

　　最近，这项研究终于有了新进展。美国科学家丹尼尔·诺切拉在第241届美国化学学会的年会上宣布了其研究小组的最新进展———一种廉价高效的“人工树叶”。他在报告中说：“将一加仑水和人造树叶放置在阳光下，可以提供发展中国家一个家庭一天的基本用电。”

　　这种人工树叶原型，可以持续进行光合作用达45小时。该装置形状像扑克牌，但比扑克牌要薄。你只需要将它放入水中，置于阳光下，它便可以将水分解为氢气和氧气，并将这两种气体存储在燃料电池中，以此发电。一加仑的水(约合3.78升)生成的电量足够满足一间房子整天的电力需求。诺切拉说：不久的将来，印度和非洲的贫困村庄都将买得起应用这种技术的电力装置。

　　这个发明引起了科学界乃至世界各国主流媒体的关注。它被认为是人类寻找替代能源的征程中一个里程碑式的发明，甚至有人认为这片小小的“树叶”可能将彻底解决未来的能源和与之相关的环境问题。

　　“人工树叶”通过一种化学催化材料，利用镍和钴，在阳光照耀下进行“半光合作用”，将水在一定的电压下高效地电解为氧气，同时产生质子和电子；产生的质子与电子可以结合，生成氢气，提供一种清洁的能源。比起硅光电池板，这种“人工树叶”显然更便宜。更重要的一点在于：它不“挑食”，所以完全可以把各种废水喂给它用来发电。钴和磷酸盐是强大的而且廉价的新催化剂，该催化剂由镍和钴制成，能在简单的条件下有效地将水分解成氧气和氢气。诺切拉发明的人工树叶进行光合作用的效率大约是自然树叶的10倍。可以乐观地认为，将来人工树叶的光合效率将更高。现在，光合作用是以天然的方式进行并为自然界供能的。未来，光合作用可能也将通过人工树叶的形式造福人类。

　　该项发明的核心在于发现了高效廉价的电解水的电极催化材料，从而让规模化应用成为可能。

　　“人工树叶”可以高效储能，并有其他方式无法比拟的优势。白天，将太阳能电池产生的电力通过电解水转化为氢气和氧气，作为化学能储存起来；晚上或阴雨天，又可以随时通过燃料电池将储存的化学能转化为电能。