В Пасадене, штат Калифорния, яркое весеннее утро наполнено благоуханием срезанной травы и цветов. Кажется, что фотосинтез здесь происходит без всяких усилий: растения вдоль дорожек Калифорнийского технологического института (Калтехе) нежатся в лучах Солнца и неспешно используют энергию светила, чтобы накопить сахар, развернуть листья, глубже зарыться в почву корнями и поддерживать клеточные процессы.

Однако в Лаборатории Йоргенсена в Калтехе более 80 исследователей прилагают немало усилий, чтобы воспроизвести работу листочков с помощью кремния, никеля, железа и множества других материалов, которые воспринимались бы гораздо естественнее в мобильном телефоне, чем в листьях растения. Блестящие новые лаборатории – это штаб-квартира Объединенного центра искусственного фотосинтеза («JCAP»), которой Министерство энергетики США предоставило грант на пять лет в сумме 116 млн. долл. Центр видит своей целью использование солнечного света для создания водорода и других топлив эффективнее, чем это делают настоящие растения, даже когда их превращают в биомассу.

Исследователи спешат достичь цели по понятным причинам. Во всем мире почти 13% парниковых газов возникает из-за транспортной отрасли, поэтому поэтапный отказ от загрязняющих топлив – ключевая экологическая цель. Например, можно заменить автомобили и легкие грузовики на электромобили, которые будут заряжаться от энергии солнца или ветра – но это не решит проблему полностью. Натан Льюис (Nathan Lewis), ученый неорганической химии из Калтехе и научный директор «JCAP» говорит, что примерно 40% современных транспортных средств электрифицировать невозможно. К примеру, если не будет серьезных изменений к лучшему, вряд ли мы увидим гибридный самолет: ни один из самолетов не сможет нести на борту достаточное количество батарей. Жидкое топливо остается абсолютным лидером, когда речь заходит о сочетании удобства и компактности сохранения энергии.