它被誉为“圣杯”之一。
比尔·盖茨称其潜力“神奇”。
它也是世界经济论坛评选的2017年十大新兴技术之一。
这项技术利用太阳能产生能量，但并非像我们可能想象的那样使用太阳能电池板。盖茨所描述的是人工光合作用（AP）。
在自然界中，植物利用阳光将水和二氧化碳转化为碳水化合物。但也可以人工模拟这一过程，生产富含能量的燃料和化学品。这意味着，人工光合作用或许很快就能为汽车提供动力，还能为整座城市供能，并让我们摆脱对化石燃料的依赖。
那么，它是如何运作的？
人工光合作用利用太阳能将水和二氧化碳分解为氢、氧和碳。氢可以直接用作燃料，也可以将这些元素结合起来制成甲醇等液体燃料。
人工光合作用产生的液体燃料尤其有吸引力，因为电池仍然相较于液体燃料较重且体积较大。
然而，人工光合作用实现商业化的一大障碍，是原料转化的效率。自然光合作用只能将约1%的太阳能转化为植物所用的碳水化合物，这一效率远不足以实现商业化。
此前，在实验室条件下进行的人工光合作用已将这一效率提高到10%甚至更高。
但澳大利亚墨尔本莫纳什大学的专家大幅突破了这一界限，采用人工光合作用工艺制氢，创下22%的效率纪录。该工艺通过让太阳能驱动的电流通过水来分离出氢。
绿色能源的新篇章
“氢可以在燃料电池中直接用于发电，”莫纳什大学电化学材料科学卓越研究中心能源项目负责人道格·麦克法兰教授说。
“多家汽车制造商已开始推出由燃料电池电动发动机驱动的汽车。氢甚至可以作为一种低成本的储能技术，供家庭储存屋顶太阳能电池产生的能量。”
莫纳什大学这项突破最令人振奋之处之一，在于该工艺甚至可以使用不纯的河水，因此能够在各种地理环境中应用。
与此同时，甲醇是可用于内燃机的最简单烃类。
中国引领发展
中国——全球最大的甲醇消费国——已经将甲醇以15%或更低的比例掺入汽油，并在加油站销售；全国各地的出租车和公交车队也在使用甲醇含量高达85%的混合燃料。
中国不仅是全球甲醇用量最大的国家，据美国能源信息署（EIA）称，中国还在扩大产能。
将甲醇与汽油混合，意味着中国炼油商可以大幅增加汽油供应。
尽管甲醇单位体积所含能量只有汽油的50%，但它仍有望成为污染性化石燃料的一种有吸引力的替代品。
中国人口最多的城市上海，以及全国23个省份中的13个，已批准了甲醇含量从5%到100%不等的混合燃料地方标准。
甲醇可以转化为汽油，但在中国，这种做法远不如将甲醇与汽油混合常见。
在其他地方，研究人员正运用这项技术的基本原理生产各种燃料和化学品，即使二氧化碳浓度较低也能实现。
西班牙阿利坎特大学的哈维尔·加西亚-马丁内斯教授介绍过一种在哈佛开展的人工光合作用改良工艺：研究人员利用经过代谢工程改造的细菌，直接在土壤中生成氮基肥料。这种方法或能提高传统肥料不易获得地区的作物产量。
人们设想，有朝一日这类细菌会“吸入”水分解产生的氢，并利用氢生产从燃料、肥料到塑料和药物等各种产品，具体取决于细菌的代谢设计。
可持续燃料的未来
不过目前，世界各地的研究团队仍在努力理解光合作用的基本原理，并在工业流程中实现规模化复制。
“电化学分解水能够提供一种廉价、清洁且可再生的氢源，作为最终可持续的燃料，”莫纳什大学化学学院的莱昂·斯皮西亚教授说。
“这项最新突破意义重大，因为它让我们朝着这一愿景成为现实又迈进了一步。”
（道格·麦克法兰教授在这段视频中介绍了他的工作——《采集阳光》：https://www.youtube.com/watch?v=9qdA3pEynIw#action=share ）
