在一次革命性的飞跃中，麻省理工学院的研究人员已经克服了大规模太阳能发电的主要障碍：将太阳能从边缘精品替代品转变为主流能源，在太阳不发光时储存能量。

到目前为止，太阳能已经成为仅限白天的能源，因为储存额外的太阳能供以后使用是非常昂贵且非常低效。随着今天的宣布，麻省理工学院的研究人员开始采用简单，廉价，高效的太阳能储存方法。

除了丰富，无毒的天然材料外，这一发现可以释放出最强大的无碳能源：太阳。“这是我们多年来一直在讨论的事情的必杀技，”麻省理工学院的Daniel Nocera说，他是麻省理工学院能源研究所的Henry Dreyfus能源教授，也是一篇描述7月31日“科学”杂志的论文的高级作者。“太阳能发电一直是一个有限的，遥远的解决方案。现在我们可以认真地考虑太阳能无限期。”

受到植物光合作用的启发，Nocera和Nocera实验室的博士后人员Matthew Kanan开发了一种前所未有的工艺，可以利用太阳能将水分解为氢气和氧气。之后，氧气和氢气可以在燃料电池内重新组合，无论白天还是夜晚，都可以为您的房屋或电动车提供无碳电力。

Nocera和Kanan新工艺的关键组成部分是一种从水中产生氧气的新催化剂; 另一种催化剂产生有价值的氢气 新催化剂由钴金属，磷酸盐和电极组成，置于水中。当电 - 无论是来自光伏电池，风力涡轮机还是任何其他来源 - 通过电极时，钴和磷酸盐在电极上形成薄膜，并产生氧气。

与可以从水产生氢气的另一种催化剂(例如铂)组合，该系统可以复制在光合作用期间发生的水分解反应。

Nocera说，新催化剂在室温下，在中性pH值水中工作，并且易于安装。“这就是为什么我知道这会起作用的原因。实施起来非常容易，”他说。

清洁能源的巨大飞跃

Nocera说，阳光最有可能解决世界能源问题的任何动力源。在一小时内，足够的阳光照射到地球上，为整个地球提供一年的能量需求。

不参与这项研究的光合作用研究的领导者詹姆斯巴伯称，Nocera和Kanan的发现是大规模生产清洁，无碳能源的“巨大飞跃”。

“这是一项重大发现，对人类未来的繁荣产生了巨大影响，”伦敦帝国理工学院Ernst生物化学链教授巴伯说。“他们发现的重要性不容小觑，因为它为开发新能源生产技术打开了大门，从而减少了我们对化石燃料的依赖，解决了全球气候变化问题。”

刚刚开始

目前可用的电解器，其通过电分流并且通常在工业上使用，不适合于人工光合作用，因为它们非常昂贵并且需要高度基本(非良性)环境，其与光合作用操作的条件几乎没有关系。

需要做更多的工程工作以将新的科学发现整合到现有的光伏系统中，但Nocera说他相信这样的系统将成为现实。

“这只是一个开始，”由切索尼斯家庭基金会资助的太阳能革命项目的首席研究员，Eni-MIT太阳能前沿中心的联合主任Nocera说。“科学界真的会用这个来运行。”

Nocera希望在10年内，房主将能够在白天通过光伏电池为家庭供电，同时利用多余的太阳能产生氢气和氧气来为自己的家用燃料电池供电。来自中央电源的电力线路可能已成为过去。

该项目由国家科学基金会和Chesonis家庭基金会资助，该基金会今年春天向麻省理工学院提供1000万美元用于启动太阳能革命项目，其目标是在10年内大规模部署太阳能。