這個巨大能源就在身邊，為何科學家不去開採？要去開採化石能源

目前，我們的地球危機正在加劇。能源危機、人口危機、政治危機、社會危機、核危機、金融危機、經濟危機、資源危機、糧食危機、環境危機、生態危機、生化危機、精神危機、信仰危機、道德危機、教育危機、商業危機、平衡危機等。都是長期存在的，而且越來越兇猛。作為地球上的人類，我們要解決危機，而不是製造危機。希望消除危機，而不是加劇危機。保護地球的希望不是毀滅地球。將全球生態優化，全球使用清潔能源，是我們共同的願望！

我們從中學時代，就已知曉光合作用的原理。我們今天一直都在談論二氧化碳是有害的溫室氣體。如今，隨著地球人口的不斷增加，我們一直擔憂能源危機，糧食危機何時出現。或許未來，你就不用擔心了，利用二氧化碳就可以解決問題！

二氧化碳對地球的危害

今天的地球，隨著現代工業的發展，自然災害增多，特別是大規模火災事故，導致地球表面二氧化碳含量增加，導致地球溫度上升。

根據國際能源機構發布的報告，2018年全球二氧化碳排放量為43億噸，澳大利亞野火向大氣排放二氧化碳4億噸。

通過全球人類的共同努力，2019年全球碳排放增長將放緩，地球處於氣候緊急狀態。根據聯合國氣候峰會發布的「全球碳預算2019」報告，當年煤炭使用將減少，天然氣將增加。總的來說，二氧化碳排放的增長速度將放緩。專家們說，現在解釋排放增長放緩是氣候危機逆轉的跡象還為時過早。

溫室氣體的形勢越來越嚴峻。如何打破它？現在溫室氣體越來越多，全球氣溫也在上升。全球氣候組織宣布，全球氣溫高於工業化前的最高水平。氣象專家提醒，如果全球氣溫比上限高出2℃，影響將不可估量。這個數字似乎相對較小，所包含的能量是巨大的，而且影響是不可預測的。

近年來，非洲許多地方的猴麵包樹已經死亡。這些樹的死亡加深了當地人的恐懼，但是科學家們沒有發現任何災難的跡象。經過一段時間的發現，他們終於發現猴麵包樹的罪魁禍首是我們。隨著全球變暖的嚴重趨勢，我們注意到，在熱帶非洲，南北兩極的冰川實際上正在遭受痛苦，其中生活在非洲的人和植物是全球變暖的首要受害者。

事實上，全球變暖是一種自然現象，與人類活動有很大關係。例如，早期的森林砍伐會產生大量的二氧化碳。二氧化碳是一種典型的溫室氣體。當空氣中這種氣體的含量越來越高時，會導致地球溫度的上升。這就是我們通常所說的溫室效應。事實上，這種危害是巨大的，會給人類帶來最終的災難。這種溫室氣體的顯著特點是，來自太陽的紫外線被很好地投入地球表面，地球表面發出的紅外線被溫室氣體吸收，在地球大氣中形成了一種保護。這種保護將導致地球表面的溫度越來越高，這是我們通常的溫室效應。這種效應除了造成病毒的危害外，還將造成海平面大幅上升。屆時，海上有一些島嶼，如冰島、南太平洋的一些島國，這些島嶼將被海水淹沒。網際網路上有一份詳細的統計報告，說明海平面上升造成的不同高度的巨大災害。其中之一是，如果全球海平面上升一米，它將在全球範圍內5600萬普通人成為難民。這是一個驚人的數字。這不是一個完整的統計數字。我認為，這種情況造成的影響和危害遠遠不止於此。

關於溫室氣體的增加，科學家們想出了許多辦法來減輕它。他們希望以不同的方式從大氣中消除這些氣體的存在。那麼哪種方法是可靠可行的呢？通過分析，科學家們說有很多方法可以從大氣中吸收二氧化碳。經過系統的權衡和比較，他們發現溼地修復和土壤固碳比其他方法更可行。

我們知道，在全球變暖問題上，溫室效應是罪魁禍首。其中，二氧化碳等溫室氣體的排放自然成為各國的限制目標。中國是近代以來碳排放量最大的國家。因此，全球氣候問題掌握在我們手中。其實，當我們認識到全球變暖的問題時，就應該積極開展減排工作，積極為一個大國應該做什麼而努力，經過我們近年來的努力，這種現象是可以看到的，也是行之有效的。我們將繼續致力於減排工作，為全球變暖的緩解做出自己的貢獻。

人類能源的危機

隨著時間的推移，原本儲量豐富的化石能源變得稀缺。這是對人類未來發展的嚴峻考驗。人類利用自然能源發展社會，給地球環境帶來了負擔。在此之前，一些科學家預言，在未來50年裡，人類將離開地球去發展。這種問題在工業革命初期並不明顯，因為當時許多國家的發展都不依賴化石能源。隨著許多國家的工業化，人類開始向自然界索取能源。地球上的能量是有限的。那麼，當地球的能量耗盡時，我們的出路在哪裡呢？

鑑於人類面臨的能源危機，我們需要尋找替代能源。就這樣，氫能、太陽能、核能、水能、風能等一系列能源解決方案應運而生。如何通過這些途徑解決人類所需新能源的安全供應問題。這些新的能源供應方式可以部分解決如何安全、環保地供應人類所需能源的問題。

光合作用研究

光合作用是指綠色植物吸收光能，將二氧化碳和水合成含能有機物，同時釋放氧氣的過程。它主要包括光反應和暗反應兩個階段，涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應步驟。對實現自然界的能量轉換，維持大氣的碳氧平衡具有重要意義。

伊利諾伊大學的化學家們開發了一種人工方法，成功地利用植物在自然光合作用、二氧化碳和水中使用的可見光光譜中的綠色部分與富含電子的金納米粒子結合，作為催化劑將其轉化為燃料。這項新發現發表在《自然通訊》雜誌上。這項研究的主要作者餘松菊用金屬催化劑吸收綠光，並轉移二氧化碳和水之間發生化學反應所需的電子和質子，從而填補了色素葉綠素在自然光合作用中的作用。研究發現，金納米粒子作為催化劑特別有效，因為它們的表面與二氧化碳分子有良好的相互作用，能夠有效地吸收光，而光不像其他容易變色的金屬那樣容易分解和降解。簡單的數字表明，糧食生產是一個低效的過程。在美國，每單位食物消耗的能量為10萬億，佔美國每單位食物消耗能量的10%。全社會要想降低糧食能耗，就必須努力降低能源投入與糧食產出的10：1比例。為了彌補糧食短缺，我們必須使用更多的化肥，改善灌溉系統，使劣質農田肥沃，生產更多的糧食。我們必須從其他地方分配更多的食物。這樣，我們就需要消耗更多的能量。

我國科學家成果

2020年8月20日，上海科技大學材料科學與技術學院林伯林教授，通過新型電極結構和系統工程優化，首次研製出一種從太陽能到化學能的能量轉換效率超過20%的二氧化碳人工光合作用系統。植物通過光合作用將太陽能轉化為電勢能，驅動一系列生化反應，將二氧化碳和水轉化為含碳的能量載體和氧氣，這是碳基生物利用能源和碳材料的核心基礎過程。在自然光合作用中，太陽能轉化為化學能的效率太低，理論值高達8%，一般小於1%，人工光合作用的高能量轉換效率不足18%。林伯林課題組創造性地研製了一種納米多孔聚丙烯膜負載納米多孔銀的集成膜電極，可以實現二氧化碳電的高活性、高選擇性和高穩定性。實驗和理論分析表明，這種納米多孔結構可以增加活性中心的數量，突破前人報導的基於薄膜電極的三相界面擴散極限的限制，實現高二氧化碳分流密度和一氧化碳選擇性在低過電位下。」通過定量的系統工程分析，發現如果電極與電流型太陽能電池結合，太陽能電池的光電流可以得到充分利用，太陽能轉化為化學能的高轉換效率有望達到25%。」林告訴中國科學報記者，電極是與鎳結合的該研究小組開發的鐵基陽極與商業太陽能電池相匹配，開發出一種基於二氧化碳的人工光合作用系統。在28小時的長期試驗過程中，系統表現出良好的穩定性。太陽能轉化為化學能的高轉換效率達到20.4%，平均能量轉換效率為20.1%，高於已知的二氧化碳人工光合作用系統。這一發現對人工光合作用系統的突破具有指導和現實意義。

應用前景

二氧化碳這個巨大能源就在身邊，我們一直把它當成有害物質，為何科學家不去開採？非要去開採化石能源。如果二氧化碳光合作用進入人工可控，並把有害的二氧化碳轉化成我們需要的有機能量，並將這項技術產業化，每年大大減少地球表面的二氧化碳含量，並提供人類所需的有機材料（包括燃料和食品），地球是否將獲重生。