以人工方式進行的太陽能轉換，以及自然界的太陽能轉換，兩者間的主要不同之處，在於工程師會為太陽能電池做防護，以避免固態無機材料的逐漸劣化；而自然界的太陽能轉換，是透過光合作用，來預防並修復不可避免的液態有機材料損壞。
在自然界，使用永續性太陽能的案例不勝枚舉；舉例來說，能讓樹葉進行光合作用的有機化合物，經常會受到陽光的損壞，但樹葉有自我修復機制。透過對能夠不斷更新其太陽能轉換燃料機制的生物性光合作用過程之研究，科學家們現在已經有自信能製作出模仿該種自我修復能力的太陽能電池。
MIT的研究人員並沒有聲稱已經破解光合作用的秘密，但表示已能夠模仿植物的自我修復機制，不斷充實其能量採集技術。
光合作用過程包含一些內建的機制，植物內部以化學為基礎的動力引擎，會週期性地分解為基本的功能區塊(building blocks)，然後那些更新過的元素會再重組成全新的引擎。根據MIT教授Michael Strano的說法，植物會每個小時執行以上的程序，更新並循環其基於蛋白質的光合作用功能，使其以最佳效率持續運作。
Strano所開發的方案，具備一種會模仿光合作用程序可逆性、叫做磷脂的合成性碟狀分子，該種分子每一個都具備能將光線轉換成電流的內部反應中心；當把該種分子與碳奈米管混合到溶液中，碟狀分子會圍繞著碳奈米管自我組裝。由於碳的導電性比金屬好，當曝露在陽光下時，奈米管會提高釋入碟狀分子的電子之傳輸率。
而在碟狀分子的內部，Strano的團隊利用了會自我組裝成光線採集器的、由七種不同元素組成的化合物，建立了類似光合作用的循環性機制。透過添加一類似除油劑的介面活性劑，所有化合物組合會裂解為原來的元素；若再用過濾器將溶液中的介面活性劑去除，那些原始元素又會再次自我組裝成太陽能電池。
與目前性能最佳的、能源轉換效率不到20%的固態太陽能電池相比，MIT研究人員開發出的液態光電化學電池，轉換效率號稱可達到40%；研究人員並表示，開發濃度更高的碳奈米管與碟狀分子組合，可望能將這種太陽能電池的效率進一步提高。
(參考原文： Self-repairing solar cell is bio-inspired ，by R. Colin Johnson)
MIT科學家的重大發現即將引發太陽能革命
科學家們模仿植物能量儲存的基本原理
麻省理工學院的研究人員邁出了革命性的一步，他們克服了一道重要技術難關，實現大規模儲存太陽能供陰天時候使用，使得太陽能利用從輔助、特定環境下的替補地位進步為主要能源。
迄今為止，太陽能只是日照情況下才能利用，因為儲存太陽能貴得離譜，效率又奇低。今天宣佈的這項成就裏，麻省理工學院的研究者們找到了簡單、廉價、高效率儲存太陽能的方法。
完全依靠蘊藏豐富的無毒害自然材料，這項發現解放了最大的非碳能源，太陽能。MIT的亨利 騅夫斯教授丹尼爾 諾斯拉說，“多年來我們追求的大徹大悟，此其時也”。他是 七月三十一日 一期《科學》上發表的說明這項發現的論文的主要撰寫人。“太陽能迄今是有限的、未來的能源。現在我們可以認真地把它當成是無限的，很快就會實現的能源。”
受植物光合作用的啟發，諾斯拉和他實驗室的博士後研究員馬修 坎南一起研發了一種前所未有的方法把水用太陽能分解成氫氣和氧氣。其後讓分解出來的這兩種氣體在燃料電池裏結合，產生非碳電能，白天黑夜隨時可以使用。
諾斯拉和坎南的這個新方法的關鍵元件是一種新的催化劑，能夠用水制氧，另一種催化劑用水制氫。這種新催化劑含金屬鈷，磷。用它製成的電極放在水裏，當有電流通過的時候，譬如從光電池來的電流，鈷和磷在電極表面形成一個薄膜，氧氣由之產生。
摻加另外一種催化劑，譬如鉑，氫氣可以從水中提取出來。這個方法再現的是植物光合作用中的水分解反應。新催化劑在室溫下的中性水中起作用，製備簡單。諾斯拉說，“這個方法簡單易行，所以我知道它能夠推廣”。
向乾淨能源的大躍進
諾斯拉說，太陽能是解決世界能量問題的最大潛能。一個小時之中地球從太陽得到的能量就可以供全球一年之需。
倫敦皇家學院的恩斯特 琛恩生物化學教授，吉姆斯 巴巴爾，一個沒有參加這項研究的光合作用學術帶頭人，把諾斯拉-坎南的這項發現稱為走向潔淨、非碳、大規模能源的大躍進。他說，“這個重大發現對於人類未來繁榮影響至巨。” “對他們這項發現無論如何評價都不會過分，因為它為開發能源生產的新技術敲開了大門，它減少了我們對於化石燃料的依賴，有利於解決全球氣候變化問題，”
“萬里長征的第一步”
目前工業電解水使用的電解器都不適合光合作用的原因是他們價格昂貴，在和光合作用大相徑庭的強鹼環境中工作。
雖然把這項發現和現有的太陽能電池組合在一起還需要大量的工程設計工作，對於它的實現，諾斯拉充滿信心。
“萬里長征邁出了第一步”，太陽能革命計畫的首席研究員，兼任Eni-MIT太陽能前緣開發中心主任的諾斯拉說，“長征是播種機，長征是宣傳隊，種子播下去，原理宣傳開，科學界就要百花齊放了”。資助這項計畫的是柴森尼斯基金。
諾斯拉希望十年之內，各家各戶將能夠白天用太陽能電池作家政能源，同時用賦予出來的太陽能制氧制氫，供家庭燃料電池使用。從中央電廠聯網供電的時代從此逝者如斯夫。
這個研究計畫是麻省理工的能量動議的一部分。這個動議的主旨在於幫助改造全球能量系統應對未來的挑戰，在今天和未來的能量系統之間架起一道橋樑。麻省理工能量動議主任，伊達 格林物理學和工程學教授恩斯特 蒙尼茲指出，“這項發現表明，推動我們的能量供給向可再生能源的轉化，在極大程度上依賴於前沿基礎科學的發展。”
諾斯拉實驗室的這個成就突顯了政府、慈善界和工業界混合資助的威力。這項研究的資金來自國家科學基金和柴森尼斯家庭基金，該基金今年春天捐給麻省理工一千萬美元來開啟太陽革命計畫，期許十年之內大規模佈署太陽能應用。
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