维度网讯，卡拉·卡萨德瓦利（Carla Casadevall）领导的研究团队正在开发一种模拟植物光合作用的人工系统，旨在将阳光、水和二氧化碳转化为可持续燃料和材料。她指出，地球一小时的太阳辐射若能全部利用，即可满足全球一整年的能源需求，关键在于将太阳能存储为可供运输和使用的高能量密度分子。该项目已获得超过300万欧元的公共和私人资金，其中包括150万欧元的欧洲研究委员会启动基金（ERC Starting Grant），并参与了一个200万欧元的联盟，成员来自萨拉戈萨、塞维利亚、格拉纳达和塔拉戈纳的研究人员。

卡萨德瓦利认为，自然界经过数百万年进化，但人工可以制造出更高效、更具选择性的系统。她的团队在BIOPOLE项目中开发聚合物囊泡（polimerosomas），这是一种由聚合物膜构成的纳米级人工囊泡，具备更坚固的结构和可调控的渗透性、稳定性及内部催化剂配置。目标是模拟叶绿体类囊体膜的区室化功能，将光合作用中相互干扰的相反反应分离开。传统人工光合作用系统存在电荷复合和交叉反应等问题，形成的产物可能被重新氧化或生成不需要的副产物。卡萨德瓦利提出的解决方案是将每个反应封闭在独立隔室中。团队已实现将阳光、水和二氧化碳转化为含碳有机分子的系统。下一步计划构建完整的人工类囊体，完成从光捕获和电子产生到将二氧化碳固定为甲醇等高附加值产品的全过程。甲醇作为一种高能量密度的液体燃料，被认为适用于航空等难以脱碳的行业。团队还计划通过再利用二氧化碳来制造聚合物，推动循环经济。

该项目在实验室反应优化中结合了人工智能和自动化。卡萨德瓦利表示，该系统的关键优势在于不依赖贵金属或关键元素，采用地球上丰富的材料，生产成本相对较低。团队目前面临的主要挑战包括系统耐久性以及资金、人才和基础设施的获取。她指出，按照当前技术预测，到2050年全球仍需要60%的化石燃料能源，因此需要发展全新的互补技术。在能源之外，该技术可能对化学和制药工业产生重要影响，其制造的人工系统允许高度可控和选择性的反应，有助于避免工业生产中的副产物和分离过程，提升效率和降低成本。卡萨德瓦利是2026年赫罗纳公主研究奖（Premio Princesa de Girona de Investigación）的决赛入围者。

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