虽然飞行器上不能安装太阳能电池板，但747终有一天会通过太阳能获得电力。这听起来有点像科幻小说，但已经有资金和科研精力投入了“人工光合酌”的研究，模拟自然界中光子到强大化学键的转化，从而释放出大量能量。
光伏系统的能源存储是一个热门话题，现在作为一种克服众所周知的可再生绊脚石——间歇性——手段受到越来越多的关注。
人工光合酌联合中心（JCAP）于2010年由朱棣文领导的能源部在五年的时间里注资1.22亿美元建成，目的是研究将光、水和二氧化碳转化为能够存储成液体或存储在燃料电池中的氢。
国家可再生能源实验室正在对电化学（PEC）“光收集系统”进行类似的研究，使用的是光伏行业开发的多结电池技术。但JCAP工作所面临的主要困难之一是分散光的合成膜。
JCAP的负责人Nate Lewis教授将此过程形容为“太阳能到燃料”流程，不仅是模拟自然界的一次尝试，还能将设备的光合作用效率从3%提升到6%。
他在2010年的一次采访中提到：“这实际上并不是炼金术，这是仿生智慧。你知道了鸟能飞，就不会用羽毛造飞机。我们用其它材料代替。我们将能够在化学键中存储能量，就像发电站一样，通过光合作用将其存储在键中。”
Prof Lewis教授说，一谈到能源存储，不会想到化学燃料的能量密度。他预计即使是最好的电池每千克也只能达到200瓦时，而一加仑汽油则每千克含有13，000瓦时。
他说：“化学燃料和化学键到目前为止是宇宙中我们所知的能源存储途径中最好的一种。”
JCAP是加州技术学院和劳伦斯伯克利国家实验室的合作项目，作为能源部创新集合一部分的五年计划已经过去了两年，但没有任何主要成果。但这并不意味着一无是处，JCAP主要研究员Josh Spurgeon表示。
“我们最大的目标是为太阳能研制出真正高效的存储媒介，解决间歇性的问题，因为这会始终限制太阳能在全球能源组合中的比重。
“运输是另外一个大问题，如果要最终移动到完全碳中性或无碳的能源系统中。我们始终希望能用太阳能推动飞行器飞行，但不能通过太阳能电池板来实现。
“我们需要一种能量密集型途径。从太阳光中生产碳氢化合物燃料确实比较有吸引力。最终我们一定会实现使用太阳能开汽车和驾驶飞机。”
能源部资助计划中的JCAP目标是加快挖掘丰富、坚固材料的速度，捕捉太阳能并将其转换为化石燃料。
“JCAP的任务是展示一种灵活且具有成本效益的太阳能燃料生产器，不使用稀有材料或电线，比传统作物发电的效率大十倍。为实现此目标，JCAP必须填补关键性研发空白，形成全人工光合酌的系统原型。”
Spurgeon说，JCAP商业化的主要挑战之一是找到便宜且丰富的催化剂材料。
“多数好用的催化剂都是贵重金属。对于氢，铂是最佳催化剂，但我们要解决的是全球能源问题，因此我们无法将铂等贵重金属用于如此大的规模。因此我们正尝试开发新催化剂，找到更高效的方式使用地球上较丰富材料作为催化剂，最好在地壳中含量丰富。
他补充道：“镍催化剂的希望较大。”
下一页>Spurgeon表示，多家合作筛选催化剂材料要比单个实验室凭一己之力要迅速得多。
大自然花了上亿年时间才优化出极低的能源转化率。但Spurgeon预计这个五年计划将取得长足进步。
“在五年的时间里，我们一定能研制出一些非常先进的技术。问题是能否使其足够廉价，从而保证它能单枪匹马闯入市场，这才是最大的挑战。幸运的是，我们有了一些巨大的发现，从而可以帮我们实现这个目的，但世事难料。”
商业级太阳能燃料仍然在成本上有着局限，而JCAP尚没有能力估计价格。Spurgeon表示，但通过在材料方面的突破以及能源经济方面的宏大趋势，太阳能燃料的价格点随着时间的推移同传统资源的竞争力将增强。
“你可能希望同公共设施级太阳能结合，使电力价格能与化石燃料相媲美。这非常具有挑战性，因为煤炭太便宜了。但好的一方面是随着时间的推移，我们的价格变得更便宜，而化石能源将越来越贵。”
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201207/06/252460.html
