为现实世界准备的人造树叶可以从空气中吸收二氧化碳

植物可以将阳光、水和二氧化碳转化为能量。在过去的几年里，科学家们试图用人造树叶来模拟这一过程，但未能达到预期的效果。现在，芝加哥伊利诺伊大学的研究人员设计了一种新版本的人造树叶，它可以在真实世界环境中工作，吸收空气中的二氧化碳，产生氧气和合成燃料。

2011年，哈佛大学首次创造了人造树叶，利用阳光将水分解成可收获的氢气和氧气。后来的版本使用类似的技术制造电力、液体燃料、肥料甚至药物。目前，最有希望的人造叶子在吸收二氧化碳方面做得很好，但只是在实验室条件下。

“到目前为止，实验室测试的所有人造叶子设计都使用了加压罐中的二氧化碳，”该研究的通讯作者米纳斯·辛格说。“要在现实世界中成功实施，这些设备需要能够从更稀释的来源吸收二氧化碳，如空气和烟道气，这是燃煤电厂释放的气体。”

芝加哥伊利诺伊大学的研究人员说，他们新的人造叶子设计是为了真实世界。这种人造叶子听起来很简单——它基本上是一个普通的老式人工光合作用装置，包裹在一个新的透明塑料袋里。外层是由季铵树脂制成的半透膜，并充满水。

这个想法是，当阳光照射在设备上时，水将通过这些孔慢慢蒸发。相反，二氧化碳被有选择地从外面吸入。反过来，气体被内部的人工光合作用单元转化为一氧化碳。在那里，一氧化碳可以被捕获并用于各种目的，例如制造合成燃料。氧气也是一种副产品，可以像天然植物一样被收集或释放回室外空气中。

研究人员表示，在这一过程中，他们的设计将比天然树叶的效率高出10倍。如果它们聚集在一个地方，就会产生大量的燃料，周围的空气也会得到很好的净化。该团队计算出360片人造树叶——每片长170厘米，宽20厘米(67 x 7.9英寸)——可以在一天内产生半吨一氧化碳，并将10%的二氧化碳排放到设备周围100米(328英尺)的地方。

辛格说:“通过将传统的人造叶子技术包裹在这种特殊的薄膜中，整个装置就可以像天然叶子一样在外面工作。”。“我们的概念设计使用现成的材料和技术，这些材料和技术结合在一起可以生产出可以在实验室外使用的人造叶片。它可以在减少大气中的温室气体方面发挥重要作用。”