生态专家经常问，当风和太阳被利用时，为什么不利用空气、雨水和太阳。二氧化碳和水被植物用来制造它们所有的能量，在这个基本过程中只使用少量的矿物质。当我们在学校学习的时候，科学家们一直在努力学习如何使催化剂在人工树叶系统。
这门学科的历史可能会引起误解。缺乏彻底的成功意味着，当这一突破到来时，可能会像光合作用本身一样出人意料。尽管如此，通过不断的改进，最近还是有可能生产出昂贵但可用的氢。
这是水在希尔反应中分解的结果光合作用。植物继续将其循环用于碳水化合物的生产，但我们将不得不以利润出售它，以支付可能用于催化的昂贵金属。氧气作为一种可销售的物品并不那么重要。
这样一个简单的举动却有如此奢侈和昂贵的催化剂品味，有时似乎很可笑。这些工厂使用廉价的镁，而我们在处理铟、钼、镍、铂、钛、铱或钴。
约翰·特纳教授是科罗拉多戈尔登大学的开门红。他似乎仍然接近于光的能量这一难以实现的节能目标;资料来源:美国国家可再生能源实验室
未来更令人兴奋，也更接近边缘。未来往往是光明的，但旧的实验可以让我们洞察新的问题。我们需要一个用于光合电池的储存分子，而植物的碳水化合物完全不适合。它必须清洁地燃烧，更加纯净，每单位空间产生更多的能量。显而易见的选择是氢本身，但也许这太简单了。
约翰·特纳教授在1998年之前和期间在科罗拉多州的戈尔登开始了他的工作。利用火星探测器上的太阳能电池板，加上铂催化剂，他取得了惊人的转化率。整整12%的太阳能量被转化为冒泡的氢气。绿色植物可以精确地控制他的10%能源生产。最大的问题是氧气。就像兴登堡号气球发现的那样，氢气爆炸了。
该设备只能运行20个小时，但理想情况下，使用的酸应该被水取代，以产生更持久的方法。不幸的是，这并没有发生。现在我们有了加州人工光合作用联合中心拨款1.22亿美元，比之前的投资都要多。麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)只是众多正在尝试并实际生产出工作系统的院校之一。
提供这种最便宜燃料的机制各不相同。到目前为止，收集光的材料都是硅，堆积起来以增加较差的电子伏特输出。氧与它反应形成绝缘的“砂”，终止了反应，所以抗氧化剂增加了最初的小成本。特纳最初使用的昂贵仪器是砷化镓和磷化镓铟。
这种机会捕获的波长植物只能梦想，释放出大量的氢他实现。然而，这些催化剂也会像硅一样氧化，留下有限的生命作为人造树叶的关键问题之一，至今仍让我们感到困惑。
当约翰·特纳(John Turner)使用他早期的系统时，催化剂使用了植物无法利用的光波长，并取得了显著的效率。植物利用紫外线、红色和蓝色的波长，将绿色反射成我们认为是光合作用器官系统的鼓舞人心的颜色(叶子!)在上面
金属氧化物，作为氧化物，不能被氧化，因此有人认为，由于价格便宜，它们将成为下一个光收集者。那个梦是典型的人类梦。太阳下有咸水和生锈的金属，瞧!到目前为止，还没有这样的运气。
特纳的问题是昂贵的铂。虽然植物只是用含铁的酶催化，但华盛顿州的Monte Helm用更便宜的镍彻底改变了催化作用。它“像梦一样”工作，但仍被整合到光合器官中。同时，为了防止高能镍催化剂无法“实现梦想”，还使用了硫化钼。
另一种催化剂现在正被用于制氧。取代铂金的是氧化铱，但它几乎同样昂贵。锰或钴氧化物可以复制一个类似植物的系统，但植物酶非常慢。Turner现在正在研究这些完美晶体中的金属氧化物。这使得电子的工作更容易，因为它们不能在不完美的系统中有效地产生。
总而言之，真正的光合作用仍然只存在于我们的绿色亲戚中。许多工作团队中的一个产生了理想的结果。Sun catalyst使用了镍、钼和锌催化剂以及钴-硼酸氧催化剂，该催化剂的效率为2.5%，持续一周。自1998年以来，进展既似乎在前进，也在倒退。其目标是将生产氢气的成本降低到每公斤3美元，并将效率提高到更接近特纳的水平!
梦想”自由能“仍然很遥远，尽管麻省理工学院。我们期待一个对发展中国家有用的系统很快就能准备好。丹尼尔·诺切拉教授制作了扑克牌大小的人造叶子。它漂浮在一个水池上，可以为一座房子提供24小时的电力。收入非常低的地区的成本问题，只有少数幸运的人可以克服。印度塔塔集团已经决定在一家小型发电厂使用该系统。叶片或电站，无论哪种方式都是未来的，只要我们能成本运作。与此同时，在科罗拉多州，一片由钛和镁共合金的赤铁矿薄膜制成的叶子让约翰·特纳兴奋不已。也许我们可以用氢气制造乙醇，在这个过程中消耗掉不断增长的二氧化碳。至少，这将是一个受欢迎的举措。
苹果叶(下图)是人类已知的最有用的化学工厂之一。信贷:在上面
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