1樓：影子
人工模擬光合作用反應中心光誘導電子轉移（pet）過程的工作已久。20世紀90年代初期以前人們構建的光合作用人工模擬體系主要是光敏色素，電子給體和受體共價鍵結合的體系，其中的色素通常採用與葉綠素結構類似的卟啉類衍生物，通過共價鍵代替了生物蛋白的作用。人工模擬體系的設計主要基於兩方面考慮：
一是如何選擇光敏色素、電子給體和受體，特別關鍵的是其激發態能級，光物理引數以及相胡悄數關態之間的氧化還原反應電勢；二是如何選擇控制模型體系中各元件之間的相互作用和組織原則，因為這對量子轉移過程的速率及量子效率方面起到主要作用。
最新和最複雜的通過分子間相互作用構築光合作用人工模擬體系的工作由胡義鎮和itaru[2] 他們合成了血紅素-聯吡啶釕-環二（百草枯-對亞苯基）模型體系，該體系包括敏化劑三（2，2『-聯吡啶）釕絡合物、受體環二（百草枯-對亞苯基）（bxv4+0和作為次級電子給體的血紅素部分（褲首與乙個聯吡啶配體共價鍵結合），然後再與肌紅蛋白重組，進而進行pet研究，結果得到了可以與天然體系相比的長壽命的電荷分離態mb（feⅳ=o）-ru2+bxv3+ ，其壽命大於2ms，而且是在水溶液中進行的。
還有一運明種通過特殊催化劑光解水的模擬方法也取得了新的進展。據國外**報道，美國麻省理工學院（mit）的科學家日前在實驗室內再現了光合作用的過程，在整個過程中光合作用將水分解成氫和氧，併產生了可供燃燒的氫氣和氧氣。該實驗的意義在於光合作用產生的能量能夠被人類利用，這種技術將引發一場太陽能使用革命，並補償煤炭，石油等不可再生資源的損耗。
這兩名科學家名叫諾塞拉（daniel nocera）和卡南（matthew kanan），他們找到了一種簡單實惠的方法將水分解成氫氣和氧氣，這種方法的原理和光合作用差不多，只是將太陽能轉化了可燃燒的氫氣和氧氣。
雖然找到了理想的催化劑，但研究人員表示，這可能是偶然之中的意外收穫，還有很多問題有待解決，解決這些問題將有利於進一步提高催化效率。
2樓：以心
光散蔽飢合作用廣泛存在於自然界，葉綠體收集太陽光能，將水和二氧化碳轉化為有機物（首先是葡萄糖），放出氧氣。
但這只是最終結果，整個過程一開始是將水和二氧化碳氣轉化為氧，自由的質子和電子。在光合作用中產生了兩個化學反應，葉綠素分子失去兩個電子，水分子發生分解。儘管光合作用在各種教科書中都得到了詳盡的闡述，但是想人工實現這一過程卻絕衝返非易事，主要的問題在於缺少有效地電解水的媒介，在植物中充當這一媒介的是葉綠體。
眾所周知，水能夠電解成氫和氧，但整個過程毫無意義。為了提高這一效能，化學家們提供了能促幷州使反應在更低電壓情況下進行的催化劑。只有釕和鉑能充當這種媒介，當然這兩種金屬都很昂貴，除此之外，反應要進行還需要特定的溫度條件和氣壓。
模擬光合作用儲存太陽能的技術早在上世紀70年代初就進入了科學家的視線。幾十年來，研究人員一直在嘗試複製綠色植物分解水的方式。利用化學方式，科學家早已能夠完成水的分解反應，但這些化學反應條件非常苛刻，溫度很高，溶液具有腐蝕性很強的鹼性，而且催化劑需要用到鉑等稀有而昂貴的化合物。
丹尼爾的設計就像光合作用一樣，分解水的反應在室溫下就可進行，溶液也沒有腐蝕性，更重要的是催化劑非常便宜，可以很容易地得到氫氣和氧氣。
人工造光合作用系統的難點是什麼呢？
3樓：銳利還可靠灬桃花
這種裝置將來可能會大規模推廣，創造出類似太陽能農場的能源農場，利用陽光和水橋戚巧生產清潔能源。
利用太陽能將二氧化碳。
轉化為燃料是減少碳排放。
擺脫化石燃料的有效途徑。然而，在不產生不需要的副產品的情況下生產燃料也是乙個挑戰。「很難實現高度選擇性的人工光合作用。
因為你需要能夠將儘可能多的陽光轉化成燃料而不留下大量的廢物。」
<>該產品的測試原型尺寸為20平方釐公尺，研究人員表示，擴大到幾平方公尺應該相對簡單。此外，甲酸可以在溶液中積累，並被化學轉化為不同型別的燃料。雖然這項技術很有前途，但距離商業化應用還有很長的路要走。
目前，研究人員仍需提高催化劑的穩定性和效率。光合作用的量子效應非常清楚地表明，光合作用的基礎是光電效應。
一些學者認為光電效應不足以實現光合作用。事實上，這個問仔喚題很容易解釋，我們知道光電效應可以發生在任何東西上，包括無機物。
和有機物。<>
當光電效應作用於無機物，尤其是金屬時，當光電子的能量通過原子能級達到飽和狀態時，它就會逃逸並敏鍵釋放到大氣中，從而成為大氣中的自由電子。
然而，在有機物中，尤其是在植物葉片中，逸出的光電子會立即被二氧化碳固定。豆科植物光電離子對co2的固定作用非常明顯。它可以直接用作植物的肥料，其能量來自太陽能。
否則，就無法解釋為什麼光合作用只能在光下發生。
針對問題做得詳細解針對問題做得詳細解讀，希望對大家有所幫助，如果還有什麼問題可以在評論區給我留言，大家可以多多和我評論，如果**有不對的地方，大家也可以多多和我互動交流，如果大家喜歡作者，大家也可以關注我哦，您的點贊是對我最大的幫助，謝謝大家了。
4樓：網友
是通過太陽光的方式製造氫，投入的產品**比較高，但是農作物在生長過程中需要的光譜以及光首冊的強度之前的資料積累是嚴重不足的，但是在實驗室裡面根者派巨集本就不能製造出足量的氫氣。羨瞎沒辦法保證太陽光。
5樓：金牛愛仕達
事實上是非常困難的，而且所有的的材料也是非常特別的，其次就是一些程式都是非常難做的。
6樓：南門念巧
人工光合作用技術是指研究人員仿效自然界的光合作用，利用奈米大小的光感應材料將光能轉換成電能，由此產生氧化還原酶反應。簡而言之，這是一種利用光能生成精密化學物質的技術。這種人工光合作用技術有望成為綠色生物工程研發的開端，憑藉該技術改陸能夠利用太陽能生產具有高附加值的各種精密藥品。
近年來，環境汙染與能源枯竭成為全世界的頭等難題，一方面人類工業文明對煤炭、石油等化石能源的需求日益增大，導致這些資源日漸枯竭；另一方面，化石能源的使用還會導致氣候變暖和環境汙染，已嚴重威脅人們的生存。這兩方面彼此關聯，相輔相成，只要解決其中乙個，另乙個也就迎刃而解。尋求高效清潔的可再生能源成為世界科學家的共同課題，而其中太陽能又以其長壽、無限、大功率、無公害、可現場獲得等優點而倍受青睞。
目前人類所使用的化石燃料幾乎都是遠古的植物以還原碳元素的形式固定下來的，因為有了植物這個載體，在燃燒時勢必會產生廢氣、廢渣等大量有毒物質以及隨之而來的溫室效應、臭氧層破壞等。另外，人類對太陽能的利用率很低，即使是轉化效率較高的矽太陽電池也由於其獲得電能的**遠遠高於常規方法而不能大規模市場化。大家也許不知道，只要陽光照射地面1小時，就可產生滿足所有人類1年所需的能量。
一方面是日益緊迫的新能源開發需求；另一方面是現成的太陽能無法有效利用。這種種困境和矛盾促使科學家尋找更加可行的方法利用太陽能。其實，有一種方法就在我們身邊，天天都在進行，大帆殲滲自然早就給我們做出了標準而高效的光轉態脊化作用模式，那就是一一光合作用。
7樓：網友
關於難點，膚淺的說幾個對於分子催化：甭管什麼染料、催化劑、組裝方法，大部分體系的穩定性很差，能扛住五分鐘不衰減，jacs等你（現在單純做分子催化很難發表高水平的**）。對於半導體催化：
好用的半導體就那麼幾個，光陽極有bivo4（不是很穩定，難修飾，速率控制步驟不在催化反應過程）、fe2o3（電導率，遷移率很差）、wo3（吸光範圍不佳）；光陰極有nio（非可見光冊雀吸收，很挫）、cu2o（相當不穩定，需要保護）。特別是光陰極，如果能找到更好用的可見光吸收的p型半導體，意義很大。目前來看人工光合作用的發展方向應該是有機分子-無機半譽穗導體雜化，詳細的內容可以****將在joule發表的一篇綜述，因為還在技術那裡校稿，上線的話會貼在這個答案裡，目前看不到，抱歉。
8樓：三熙
人工光合作用的研究內容有兩個：光催化的水分解和光催化的二氧化碳還原。具體的科學問題這裡不討論，我只提一點，就是目前人工光合作用的研究有乙個邏輯上的困境：
以光解水為弊拍例，當前光解水的研究都集中在將光敏材料與催化劑整合在一起，做成光催化劑（a, photocatalysis）或者光電化學池（b, photoelectrochemical cell）,不僅技術困難（合成光敏劑，合成催化劑，匹配半導體，構建電子傳遞通路）,而且成本高昂（***光敏劑或催化劑，半導體），最後能量轉化效率(solar-to-fuel efficiency)還非常低（<1%），費時費力不討好。目前成熟的太陽能電池板能春蔽量轉化效率在20-30%左右，而商用電解水裝置的效率大概在70-80%左右，如果把這兩者串聯，那麼總的能量轉化效率solar-to-fuel efficiency也在20%左右，遠遠高於目前人工光合作用的最高效率（其實這個效率也是用鈣鈦礦太陽能電池與電解水裝置串聯取得的， 嚴格意義上也不屬於傳統的光解水扒卜州），而且還很便宜。<>
光合作用的產物，光合作用的原料和產物各是什麼
看看卡爾文迴圈 卡爾文迴圈 calvin cycle 是光合作用的暗反應的一部分。反應場所為葉綠體內的基質。迴圈可分為三個階段 羧化 還原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物會將吸收到的一分子二氧化碳通過一種叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到乙個五碳糖分子1，5 二磷酸核酮糖 rubp 的第二位碳原子上。...
光合作用，呼吸作用的主要意義，光合作用和呼吸作用的區別和聯絡
光合作用的意義是完成物質轉化，將無機物轉化為有機物。呼吸作用的主要意義是為生物體的生命活動提供能量 為體內的其他化合物的合成提供原料。光合作用為包括人類在內的幾乎所有生物的生存提供了物質 和能量 因此,光合作用對於人類和整個生物界都具有非常重要的意義。光合作用的意義可以概括為以下幾個方面 第一,製造...
什麼是光合作用？光合作用的重要意義是什麼
光合作用 photosynthesis 即光能合成作用，是指含有葉綠體綠色植物 動物和某些細菌，在可見光的照射下，經過光反應和碳反應 舊稱暗反應 利用光合色素，將二氧化碳 或硫化氫 和水轉化為有機物，並釋放出氧氣 或氫氣 的生化過程。同時也有將光能轉變為有機物中化學能的能量轉化過程。光合作用是一系列...