有一天，一种新的人造树叶可能会产生足够的氢气来满足人类对清洁燃料的需求。至少亚利桑那州立大学(ASU)的研究人员是这么认为的。

在氧气存在的情况下，氢可以在一个高效的过程中产生大量的能量。最终的副产品是普通的水。也许有一天，氢能够以一种环境安全的方式提供大量的能源。这可能会导致未来学家所说的“氢经济”。

由于自由氢的稀缺，从经济角度来看，通过这种方法发电是不可能的。大量的氢以水的形式存在于世界海洋中。但是提取这种元素所需要的能量比植物燃烧所能提取的能量要多。

植物、藻类和其他生物能够利用这种气体为它们的生物机制提供动力。化学家、物理学家和工程师正在努力寻找一种方法，利用这些自然系统来生产人造叶子。

“最初，我们的人造叶子工作得不太好，我们对原因的诊断研究表明，快速化学反应必须与缓慢化学反应相互作用的步骤效率不高。快的一步是光能转化为化学能，慢的一步是化学能被用来将水转化为氢和氧，”ASU化学教授Thomas Moore说。说．

当他们研究这一现象时，研究小组发现大自然在这两个过程之间使用了一个中间步骤。电子被用来减缓光转化为能够储存能量的化学物质的速度。水氧化有机会释放氧气，时间与光的吸收同步。

该大学的研究人员进行了这项实验后，他们发现人造树叶的行为方式有了重大改进。这片叶子还解答了光合作用的一个巨大谜团——这个过程是如何像我们在周围世界看到的那样高效的。

利用磁共振波谱和x射线晶体学研究了这一过程背后的机理。这些技术使他万博体育登录首页们能够可视化磁场的运动。他们发现这一过程所必需的一种自然继电器在一对氢原子和氮原子之间有一种异常短的键。这个单一的原子键使得光合作用比没有它时更有效。

复制这种化学键的行为可能正是创造氢经济长期寻求的秘密。

除摩尔外，德文斯·古斯特、安娜·摩尔和弗拉迪米罗·穆希卡也参与了这项研究。该杂志详细介绍了对这种新型人造叶子的研究化学性质．