Stuart Licht设计了一款终极回收机。他及其同事设计了一款太阳能反应器，可以将空气中的二氧化碳转变为燃料。在整个过程中有几个步骤，且过程中涉及到了水的参与，其与二氧化碳相互作用可以生成氢气和一氧化碳，它们可以形成液态燃料。Stuart Licht的这项技术只是全世界实验室中太阳能技术中的一项。他们都有一个梦想：总有一天会产生一种燃料，可以绕过化石燃料，并通过太阳光、空气和水生成运输燃料。并且在该过程中可以利用二氧化碳。这样的蓝图并不会影响到石油企业。在Licht的装置中，该反应器的部分部件温度达到了1000℃。其他的研究人员则在努力寻找一种替代方式，例如开发催化剂，可以在接近室温的条件下进行相同的化学反应，而能量则来源于太阳能或者其他可再生能源。

而面临的另一个问题就是成本问题。目前石油非常便宜，因此还没有到必须使用高新科技来获取燃料的时候。但是由于气候的不断变化，已经引起了全世界科学家的注意，从而促使他们去寻找太阳能燃料。“目前这个领域非常火。我们虽然还没有成功，但是我们正朝着这个方向努力。”Omar Yaghi及Andrew Bocarsly说。爱好者甚至看到了制造技术的一线希望：可再生电力来源，如风力发电场和太阳能电站的不断发展。目前，风力发电和太阳能发电产生的电量通常多余本地的消耗量，因此，如果多余的部分可以以化学能的形式储存，那么能量将被充分利用，且可以获得一部分利润。除了考虑到气候变化以外，液体燃料也逐渐成为一种趋势。得益于液体燃料的高能量密度和易于传输的特性，它们正成为全世界运输燃料的生力军。研究人员也在努力开发低碳气体，例如乙醇和氢气等作为运输燃料。但是对于长途卡车和其他大型汽车来说，对于液体燃料并没有其他好的选择。太阳能燃料支持者认为，找到一种可循环的方式可有效控制二氧化碳的排放量。

该过程涉及到将太阳能注入到其他可再生能源中以化学键存储起来。“这是一个非常具有挑战性的问题。”John Keith说。涉及到的问题是，二氧化碳非常稳定，不易反应。化学家可以通过电或者加热等方式来使其反应。Licht则希望通过使用太阳光来完成这个过程。首先，他的装置采用了太阳能电池，该太阳能电池板可以将入射光的38%转换为电能。该电能可以分流到两个电极：一个用于分解水，一个用于分解二氧化碳。同时，大多数的太阳能通过热能形式被获得，可以用于加热两个腔室。最后，Licht说其中的50%太阳能可以转换为化学能。然而对于Licht的装置来说，进一步削减成本则非常困难。Licht的电荷传导电解质采用的是锂。Licht也面临其他研究人员的竞争，他们也选择使用高温来使得该过程变得容易，但是仅仅集中于电力，而不是太阳能。但是面临的问题也包括高温条件下材料的寿命等问题。

考虑到面临的这些难题，Bocarsly和其他研究人员尝试着在低温条件下分离二氧化碳。而目前已经有这样的成功案例。在冰岛，一家名叫Carbon Recycling International的公司在2012年开启了一项计划，使用可再生能源来制造合成气体。该公司通过收集冰岛丰富的地热能来生产电能，从而促使其分解二氧化碳和水。生成的合成气体最终生成酒精。

如果在整个过程中加入新型催化剂，将可以有效减少整个过程中需要的能量。在上世纪八十年代，日本学者发现用金制成的电极具有最高的催化活性，可以在低温下实现二氧化碳向一氧化碳的转化。2012年Matthew Kanan发现用纳米金粒子制作的薄层做成的电极具有更好的催化效果。但是金的价格非常昂贵，因此不适合大规模应用。去年由Feng Jiao带领的团队开发的银粒子制作的电极具有几乎相同的催化效果。Kanan及其同事开发的纳米晶铜电极可以复合合成气体的制备要求，且可以直接合成多种不同的复杂液体燃料。

全世界的研究人员也在努力攻克另一个难题：直接利用太阳能。

目前绝大多数的努力集中于吸收太阳能的半导体的开发，例如二氧化钛纳米管。然而迄今为止，这些努力都不是非常有效，其转化效率通常低于1%。Bocarsly及其同事在利用紫外光部分则做得更好。虽然目前看到了这方面的进步，但是Kanan认为太阳能燃料还有很长的一段路要走。太阳能燃料研究人员Paul Kenis认为太阳能和风能的利用至少让我们看到了更多的希望。Kenis认为，通过吸收太阳能来制造燃料和其他产品，它们就像能量银行一样，也许还可以获得一部分收益。虽然在就目前而言，将可再生能源接入电网，替代化石能源还不现实，但是也许有一天，当可再生能源已经唾手可得，且制造可再生能源的技术发生了巨大的进步，我们或许可以充分利用这些能源，就像直接燃烧太阳一样。

新材料在线编译整理——翻译：杨超    校正：摩天轮