近年来各国科学家不断研发人工光合作用设备，希望可像植物一样直接利用太阳光来产生能量，而近期英国剑桥大学成功在该领域有所进展，透过“唤醒”藻类在演化过程中陷入休眠的生物化学反应，有效将水转换成氢气与氧气。
光合作用是植物、藻类和某些细菌将阳光转换成能量的过程，可将二氧化碳、水或硫化氢变成碳水化合物，当植物吸收的水开始分解时，会产生氧气、氢离子与电子、几乎是地球主要氧气来源，可说是地球上最重要的反应之一，水分解产生的氢更有望成为可无限取用的再生能源。
科学家致力于利用太阳光、水与科技打造“人工光合作用”设备，想将水转化成氢气和氧气，最后再将氢气用于燃料电池。且相较于自然界中的光合作用，人工光合作用转换效率或许可更高也更有效，剑桥大学圣约翰学院博士生 Katarzyna Sokół 表示，由于植物行光合作用只要满足自身生存所需，自然界的光合作用效率其实不高，转换效率和储存量仅达 1-2%。
太阳光电解水制氢研究已行之有年，只是至今仍未能成功跨出实验室。目前人工光合作用设备大多需要光催化剂，但这些光催化剂设备通常又贵又有毒性，没办法大规模工业生产。
因此剑桥的研究运用半人工光合作用（semi-artificial photosynthesis）技术，结合人造科技与自然机制，用酶来产生光合作用所需的反应，不用光催化剂就能产生氢气、打造更好的人工光合作用设备。
在新研究中，剑桥团队唤醒藻类休眠数千年的生物化学反应，大大提升人工光合作用的制氢与储存量，Sokół 表示，藻类的氢化酶（hydrogenase）可将质子还原成氢气，但这种反应并非藻类生存所需，已经在演化过程中逐渐停用。
为了让研究顺利进展，团队打造一个太阳光电化学电池（photoelectrochemical cell），将可吸收蓝光跟红光的设备与氢化酶连接，让氧化酶不活动（inactivity）就可将水分解成氢与氧。
团队希望可利用该技术打造新一代人工光合作用设备，研究员指出，新技术已改进现有设备的制氢量与储存量，且可吸收更多的自然光，认为该研究是一项“里程碑”，望能以此研究继续开发半人工光合作用。Sokół 表示，我们可将各种反应组合在一起，看看会产生什么结果并从过程中学习，最后打造更强大的太阳能技术。
- Scientists awaken dormant enzymes to give artificial photosynthesis a boost
- Scientists pioneer a new way to turn sunlight into fuel
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：剑桥大学）
