维度网讯，耶鲁大学（Yale University）研究团队开发出一种无需外部电力、完全依靠阳光驱动的太阳能人工叶系统，可将二氧化碳和水直接转化为甲醇，为人工光合作用技术提供了新的技术路线。

与早期仅能产生一氧化碳等简单产物的分子催化系统不同，该设备通过复杂的六电子反应路径实现甲醇合成，将阳光转化为甲醇的效率显著高于同类人工叶系统。液态燃料产物可长期储存，并通过现有基础设施进行运输，赋予该技术额外优势。

该项目由耶鲁大学牵头，合作方包括北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina-Chapel Hill）、北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）和宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）。研究工作亦服务于联邦资助的“太阳能液体燃料混合方法中心”（Center for Hybrid Approaches in Solar Energy to Liquid Fuels，简称CHASE）的总体目标。

该人工叶系统的催化核心融合了耶鲁大学化学教授王海良（Hailiang Wang）团队多年开发的两项技术。第一项创新是2019年推出的专用催化剂，通过将钴酞菁（cobalt phthalocyanine）分子附着在碳纳米管上制备而成，碳纳米管充当“电子高速公路”为活性位点持续输送电子。第二项突破是由博士研究生尚博（Bo Shang）开发的新型光电极，采用涂有富勒烯碳材料的微小硅柱结构，改善了电荷分离与电子传输效率，并增加了反应表面积。

研究团队表示，这两部分系统共同构成了迄今报道的最高效硅基光电催化甲醇转化装置之一。尚博花费五年时间通过CHASE计划参与开发了该独立系统，表示从阳光、水和二氧化碳中生成了可用燃料。

目前团队正在继续优化人工叶的设计以提升效率和耐久性。该技术未来有望支持工业碳回收工作，并为交通运输和工业领域提供排放更低的再生液态燃料。科学家们认为，在商业化部署前仍面临重大技术障碍，但该成果展示了工程光合作用从实验室走向可扩展能源技术的可行路径。

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