人工光合作用是一種模仿自然界光合作用的能源轉化技術。人工光合作用與植物光合作用有相似之處，如兩者均是將太陽能轉換成為化學能，反應原料都是水和二氧化碳，產物是氧氣和含碳化合物。
人工光合作用是通過人工手段實現可再生能源的儲存與利用。隨著科技進步、經濟發展，全球能源需求不斷增長，而長期以來，化石燃料是主要能源來源，隨著化石燃料的消耗，能源短缺問題逐漸顯現。人工光合作用作為可定制能源轉化技術，為能源危機、溫室氣體減排提供了新途徑，應用前景十分廣闊。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年人工光合作用市場發展前景分析及供需格局研究預測報告》顯示，除解決能源危機外，人工光合作用在農業、汽車、電子、催化、國防軍事、太空探索等領域也具有廣闊應用空間。
在太空探索領域，地外人工光合作用是未來地外原位資源利用的重要技術之一，其能夠在地外通過物理化學方法，利用太陽能將二氧化碳和水原位轉化成氧氣和含碳化合物，實現低成本、可持續的能源供給。
人工光合作用在能源、化工、農業等領域具有極高應用價值，美國、日本、中國等國家存在積極推動其產業化進程。如美國能源部于2020年宣布，5年內將投資1億美元開展人工光合作用研究；日本三菱化學計劃于2030年利用人工光合作用替代傳統石油基工藝，生產塑料原料，減少工業碳排放。
近年來，得益于材料科學、合成生物學及催化技術等發展，我國在人工光合作用領域也取得了豐碩成果。如中國空間站夢天實驗艙已順利展開地外人工光合作用技術試驗，實現了高效二氧化碳轉換和氧氣再生新技術的國際首次在軌驗證；中國科學技術大學團隊聯合武漢大學團隊，創新設計了一種晶圓級可制造的新型硅基氮化鎵納米線光電極，實現了800小時連續穩定產氫，標志著人工光合作用技術實用化水平進一步提升。
新思界
行業分析人士表示，目前人工光合作用仍處于實驗室階段，但離商業化應用的距離已不遠。在全球市場上，人工光合作用相關研發單位及企業包括日本三菱化學、豐田中央研究所、西門子能源、Twelve、西湖大學、中科液態陽光（蘇州）氫能科技發展有限公司、中國科學技術大學等。
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