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人类社会的发展，离不开能源的支持。近一百多年来，人类社会高速发展的背后，是人类对能源，特别是煤炭和石油为代表的矿物能源的高度依赖。
如果有一天石油和煤炭这类矿物能源耗尽了，而我们又没找到可以替代的新能源，那么人类社会的发展就会失去能源支持，从而陷入停滞甚至崩溃的状态。
科学家根据目前人类对矿物能源的需求量和这些能源的储藏总量，大体测算出我们还可以继续使用这些能源的时间——再过数十年，煤炭和石油都将消耗殆尽，能源危机事实上已经近在咫尺了。
如何破解能源危机带来的社会发展困局呢？
替代能源都还不完美
为了破解石油、煤炭耗尽而带来的能源危机，寻找替代能源是必由出路。
水能、风能、原子能等等自然界中的许多能量，都成为能源科学家开发研究的对象。但是人类在利用这些能源的时候，总感觉有些“不爽”。
建立水电站利用水能发电，一道道水坝把江河截得支离破碎，有破坏自然原生态引发生态危机的后果。
安装风力发电机，利用风能发电是一种不错的想法，可是风能不稳定，不集中，无法提供足够的电力。
建核电站，利用原子能发电，效率很高，可是危险性却很大，一旦遭遇大的自然灾害或者什么意外，核泄露会让人类处境雪上加霜。日本大地震造成的核电泄漏事故，至今让人心有余悸。德国为安全起见，已经宣布停止开发核电。
有没有一种清洁、安全、储藏量巨大的能源可供人类无忧无虑地使用呢？
当然有——太阳能。阳光是取之不尽，用之不竭的能源，并且清洁、安全，完全无害。
利用太阳能发电，一直是能源科学家的一个梦想，并且这个梦想已经得到了实现——利用太阳能板发电。问题是利用太阳能板发电的成本比较高，目前一度电的市场价格是0.5元左右，可是利用太阳能板发一度电的成本却在1元以上。
太阳能板发电虽然是一项成熟的技术，但因其成本一直很难降低，所以一直无法推广——用太阳能板来发电，是奢侈的电力供应的方式。也就是说用太阳能板来利用太阳能，因成本高而让人“不爽”。
能不能找到一种效率高、成本又低的太阳能发电方式呢？
“人工树叶”应运而生
仿生学已经成为科学家开发新科技产品的重要思路，是不是可以借助仿生学的思路研发新的利用太阳能的产品呢？
科学家把目光投向了树叶——树叶是高效低成本利用太阳能的“顶级高手”。树叶利用太阳能的机制已经被科学家研究得一清二楚，即是所谓的光合作用。
树叶进行光合作用要靠内部的两套系统协同工作：第一套系统负责吸收并分解二氧化碳；第二套系统负责吸收阳光，利用光能把水分解成氧气和质子、电子。树叶将分解的氧气释放到空气中，而质子、电子和二氧化碳的分解物则留在叶子里，被重新组合生成淀粉及糖类等有机物。
科学家模拟树叶中“吸收阳光”的系统，制造出了可以在阳光的照射下将水分解成氧气、质子、电子的“人工树叶”。这种树叶跟扑克牌一样大，只要把它放在水里，然后在阳光的照射下，它就可以完成类似于树叶“吸收阳光，分解水”的过程，把水分解成氧气、质子、电子。“人工树叶”分解水得到的氧气可以直接释放出来，而分解后的质子和电子则重新结合生成氢气。也就是说“人工树叶”只有一套“吸收阳光分解水”的系统，没有一套“吸收并分解二氧化碳”的系统，所以它不能制造出有机物，最终只能释放出氧气和氢气，“人工树叶”只是完成了光合作用一半的工作量。
“人工树叶”吸收阳光释放氧气和氢气，这事与利用太阳能有什么关系？关系可大了：把“人工树叶”分解水而生成的氧气和氢气收集起来，然后输送给燃料电池，就可以让燃料电池释放电能——太阳能最终转化成了电能，这就是科学家师法自然，开发出的科技新产品“人工树叶”的本领。
估计很多人会问：利用“人工树叶”发电成本高吗？
利用“人工树叶”分解4升水产生的电量能满足一间房子全天的电力需求，而使用这些电量，即使是贫困的非洲家庭也能负担得起——很便宜。
这种成本低廉的利用太阳能的方式，有着怎样的应用前景呢？
“人工树叶”另有辉煌
“人工树叶”是人类寻找替代能源征程中一个里程碑式的重大发明，小小的“人工树叶”可能将彻底解决未来的能源危机和与之相关的环境问题。
白天，“人工树叶”直接发电，多余的氧气和氢气则可以作为化学能储存起来；晚上或阴雨天，燃料电池将储存的化学能转化为电能——有了“人工树叶”，每个家庭都会有高效廉价的“发电站”。
目前，“人工树叶”发电的普及推广虽然还存在着一些阻碍，但我们仍然可以看到“人工树叶”的广阔应用前景。
“人工树叶”如果再设计成“吸收分解二氧化碳”的系统，让它和“吸收阳光分解水”的系统协同运行起来，那么“人工树叶”就变成了“真树叶”，就可以完全完成自然界的“光合作用”了。到那时，我们不但可以让“人工树叶”释放氧气和氢气，还可以让“人工树叶”吸收二氧化碳接着生成有机物，那才是人类高效利用太阳能的最高境界，那才是人类师法自然的最大辉煌。到那时，我们便不会再抱怨二氧化碳是“温室气体”了，它反倒成了宝贵的资源。
（编辑 巧克力）
如果有一天石油和煤炭这类矿物能源耗尽了，而我们又没找到可以替代的新能源，那么人类社会的发展就会失去能源支持，从而陷入停滞甚至崩溃的状态。
科学家根据目前人类对矿物能源的需求量和这些能源的储藏总量，大体测算出我们还可以继续使用这些能源的时间——再过数十年，煤炭和石油都将消耗殆尽，能源危机事实上已经近在咫尺了。
如何破解能源危机带来的社会发展困局呢？
替代能源都还不完美
为了破解石油、煤炭耗尽而带来的能源危机，寻找替代能源是必由出路。
水能、风能、原子能等等自然界中的许多能量，都成为能源科学家开发研究的对象。但是人类在利用这些能源的时候，总感觉有些“不爽”。
建立水电站利用水能发电，一道道水坝把江河截得支离破碎，有破坏自然原生态引发生态危机的后果。
安装风力发电机，利用风能发电是一种不错的想法，可是风能不稳定，不集中，无法提供足够的电力。
建核电站，利用原子能发电，效率很高，可是危险性却很大，一旦遭遇大的自然灾害或者什么意外，核泄露会让人类处境雪上加霜。日本大地震造成的核电泄漏事故，至今让人心有余悸。德国为安全起见，已经宣布停止开发核电。
有没有一种清洁、安全、储藏量巨大的能源可供人类无忧无虑地使用呢？
当然有——太阳能。阳光是取之不尽，用之不竭的能源，并且清洁、安全，完全无害。
利用太阳能发电，一直是能源科学家的一个梦想，并且这个梦想已经得到了实现——利用太阳能板发电。问题是利用太阳能板发电的成本比较高，目前一度电的市场价格是0.5元左右，可是利用太阳能板发一度电的成本却在1元以上。
太阳能板发电虽然是一项成熟的技术，但因其成本一直很难降低，所以一直无法推广——用太阳能板来发电，是奢侈的电力供应的方式。也就是说用太阳能板来利用太阳能，因成本高而让人“不爽”。
能不能找到一种效率高、成本又低的太阳能发电方式呢？
“人工树叶”应运而生
仿生学已经成为科学家开发新科技产品的重要思路，是不是可以借助仿生学的思路研发新的利用太阳能的产品呢？
科学家把目光投向了树叶——树叶是高效低成本利用太阳能的“顶级高手”。树叶利用太阳能的机制已经被科学家研究得一清二楚，即是所谓的光合作用。
树叶进行光合作用要靠内部的两套系统协同工作：第一套系统负责吸收并分解二氧化碳；第二套系统负责吸收阳光，利用光能把水分解成氧气和质子、电子。树叶将分解的氧气释放到空气中，而质子、电子和二氧化碳的分解物则留在叶子里，被重新组合生成淀粉及糖类等有机物。
科学家模拟树叶中“吸收阳光”的系统，制造出了可以在阳光的照射下将水分解成氧气、质子、电子的“人工树叶”。这种树叶跟扑克牌一样大，只要把它放在水里，然后在阳光的照射下，它就可以完成类似于树叶“吸收阳光，分解水”的过程，把水分解成氧气、质子、电子。“人工树叶”分解水得到的氧气可以直接释放出来，而分解后的质子和电子则重新结合生成氢气。也就是说“人工树叶”只有一套“吸收阳光分解水”的系统，没有一套“吸收并分解二氧化碳”的系统，所以它不能制造出有机物，最终只能释放出氧气和氢气，“人工树叶”只是完成了光合作用一半的工作量。
“人工树叶”吸收阳光释放氧气和氢气，这事与利用太阳能有什么关系？关系可大了：把“人工树叶”分解水而生成的氧气和氢气收集起来，然后输送给燃料电池，就可以让燃料电池释放电能——太阳能最终转化成了电能，这就是科学家师法自然，开发出的科技新产品“人工树叶”的本领。
估计很多人会问：利用“人工树叶”发电成本高吗？
利用“人工树叶”分解4升水产生的电量能满足一间房子全天的电力需求，而使用这些电量，即使是贫困的非洲家庭也能负担得起——很便宜。
这种成本低廉的利用太阳能的方式，有着怎样的应用前景呢？
“人工树叶”另有辉煌
“人工树叶”是人类寻找替代能源征程中一个里程碑式的重大发明，小小的“人工树叶”可能将彻底解决未来的能源危机和与之相关的环境问题。
白天，“人工树叶”直接发电，多余的氧气和氢气则可以作为化学能储存起来；晚上或阴雨天，燃料电池将储存的化学能转化为电能——有了“人工树叶”，每个家庭都会有高效廉价的“发电站”。
目前，“人工树叶”发电的普及推广虽然还存在着一些阻碍，但我们仍然可以看到“人工树叶”的广阔应用前景。
“人工树叶”如果再设计成“吸收分解二氧化碳”的系统，让它和“吸收阳光分解水”的系统协同运行起来，那么“人工树叶”就变成了“真树叶”，就可以完全完成自然界的“光合作用”了。到那时，我们不但可以让“人工树叶”释放氧气和氢气，还可以让“人工树叶”吸收二氧化碳接着生成有机物，那才是人类高效利用太阳能的最高境界，那才是人类师法自然的最大辉煌。到那时，我们便不会再抱怨二氧化碳是“温室气体”了，它反倒成了宝贵的资源。
（编辑 巧克力）