未来的太阳能怎么发展应用
太阳能利用技术的未来发展趋势
太阳能利用技术的未来发展趋势太阳能是一种清洁、可再生的能源，它的利用对于解决能源短缺和环境污染等问题具有重要意义。
随着技术的不断发展和创新，太阳能利用技术也在不断完善，未来的发展趋势将更加多样化和高效化。
首先，太阳能光伏发电技术将继续向更高效能转型。
当前，太阳能光伏发电主要依靠硅基光伏电池，但其成本较高，效率相对较低。
随着材料科学、纳米科技和光电转换技术的进步，新型材料和器件的研发将进一步提高太阳能电池的转换效率。
例如，钙钛矿太阳能电池、多结太阳能电池等新材料和新结构的出现，将大幅度提升太阳能发电的效率和稳定性。
其次，太阳能光热利用技术也将得到广泛应用。
太阳能光热技术利用太阳能辐射产生热能，用于供热、供暖、工业用热等需求。
太阳能光热系统可以利用聚光镜、反射镜等器件将太阳能集中到一个热媒体或工质上，使其升温，然后将热能传递给需要的领域。
未来，太阳能光热技术将在住宅供暖、深度加工产业、沿海地区淡化海水等方面得到更广泛的应用。
此外，太阳能光热技术还可以结合储热技术，实现能量的长期储存和供应，提高能源利用效率。
第三，太阳能建筑将成为未来建筑发展的趋势。
太阳能建筑是指通过在建筑物表面或结构中嵌入光伏电池板，将太阳能转换为电能供给建筑使用。
这种技术可以使建筑物变成一个独立的能源系统，不依赖于传统电网和化石燃料。
未来，随着太阳能材料和技术的进一步改进，太阳能建筑将进一步推广应用。
太阳能玻璃、柔性太阳能电池、透明太阳能电池等新型材料和技术的引入，将使太阳能建筑更加美观、高效、可持续。
另外，太阳能储能技术将成为太阳能利用的关键环节。
太阳能发电具有昼夜不均、季节变化等特点，因此如何有效储存太阳能成为了一个重要的问题。
目前，太阳能储能主要依赖于电池储能技术，如锂离子电池、超级电容器等。
未来，太阳能储能技术将进一步突破，更加高效、便捷的储能方式将得到开发和应用，例如流动储能、电解水制氢等技术的发展。
这将使得太阳能系统能够更好地适应不同环境、满足用户的持续能源需求。
太阳能的应用未来能源发展的方向
太阳能的应用未来能源发展的方向太阳能的应用与未来能源发展的方向未来能源发展的方向一直备受关注，而太阳能作为一种可再生能源，其应用前景广阔，被广泛认为是未来能源发展的主要方向之一。
本文将从太阳能的应用领域、技术创新与发展以及环境影响等方面论述太阳能在未来能源发展中的重要性，并展望太阳能在未来能源体系中的前景。
一、太阳能的应用领域太阳能的应用领域十分广泛，涵盖了不同行业和领域。
首先就是住宅和商业建筑方面，太阳能光伏系统可以通过安装太阳能电池板，将光能转化为电能供电使用，不仅可以满足建筑物自身的电力需求，还可以将多余的电能通过电网接入，实现对社区乃至城市的供电。
其次，太阳能热水系统可以利用太阳能热能为居民供应热水，替代传统的燃气或电力加热方式，实现节能减排。
再者，太阳能在农业领域的应用也具有重要意义，例如太阳能灌溉系统利用太阳能的能量为农田提供水源，为农作物的生长提供充足的水源，提高农业生产效率。
二、太阳能技术创新与发展为了推动太阳能的广泛应用，科学家们一直在不断进行技术创新与发展。
首先，太阳能电池技术得到了长足的发展，从最早的硅基太阳能电池到如今的薄膜太阳能电池和多结太阳能电池等，不断提高了转换效率和制造成本。
其次，太阳能的储能技术也在不断完善，通过利用电池储能系统将太阳能储存起来，可以解决太阳能发电的不稳定性和间歇性问题。
此外，太阳能光伏材料的研发和利用也在不断进步，如钙钛矿太阳能电池、柔性太阳能电池等新型材料的出现，进一步拓宽了太阳能的应用范围。
三、太阳能的环境影响与传统能源相比，太阳能具有更低的环境影响。
太阳能发电不会产生污染物和温室气体，不仅减少了空气和水资源污染，还能起到减少气候变化的作用。
此外，太阳能的可再生性使其在能源供应方面更为可靠，不受资源消耗的限制，可以实现长期稳定的能源供应，为社会经济发展提供可持续的动力。
四、太阳能的未来前景未来，太阳能有望成为主要的能源供应来源之一。
随着技术的进步和成本的降低，太阳能发电将逐渐取代传统的化石能源，成为能源供应的主力军。
太阳能的应用和发展前景
太阳能的应用和发展前景太阳能作为一种清洁、可再生的能源，近年来受到越来越多的关注和重视。
它不仅可以减少对传统化石能源的依赖，还可以降低环境污染，对于推动可持续发展具有重要意义。
本文将探讨太阳能的应用领域以及未来的发展前景。
一、太阳能的应用领域1. 太阳能发电太阳能发电是目前应用最为广泛的领域之一。
通过光伏电池将阳光转化为电能，可以为家庭、企业甚至整个城市提供清洁的电力。
随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，太阳能发电已经成为一种可持续的替代能源。
2. 太阳能热水器太阳能热水器利用太阳能将水加热，可以用于家庭热水供应、游泳池加热等领域。
相比传统的燃气热水器，太阳能热水器具有节能环保、成本低廉的优势，受到越来越多家庭和企业的青睐。
3. 太阳能建筑太阳能建筑是指利用太阳能技术来改善建筑的能源效率和环境友好性。
通过设计建筑的朝向、窗户和屋顶的布局等，最大限度地利用太阳能，减少对传统能源的消耗。
太阳能建筑不仅可以降低能源消耗，还可以提高建筑的舒适度和可持续性。
4. 太阳能汽车太阳能汽车是指通过太阳能电池板将阳光转化为电能，驱动汽车运行的一种新型交通工具。
太阳能汽车具有零排放、节能环保的特点，可以有效减少对传统石油资源的依赖，是未来汽车发展的重要方向之一。
二、太阳能的发展前景1. 技术不断创新随着科技的不断进步，太阳能技术也在不断创新和完善。
光伏电池的转换效率不断提高，成本不断降低，太阳能发电已经逐渐具备了与传统能源竞争的能力。
未来，随着技术的进一步突破，太阳能的应用领域将会更加广泛。
2. 政策支持力度加大各国政府纷纷出台支持太阳能发展的政策措施，包括补贴、税收优惠、配额制度等，以推动太阳能产业的发展。
政策的支持将为太阳能行业带来更多的投资和发展机遇，助力太阳能成为主流能源。
3. 环保意识增强随着环保意识的不断提升，人们对清洁能源的需求也在增加。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源，将会受到越来越多人的青睐。
未来，太阳能有望成为主导能源，推动能源结构的转型升级。
绿色能源：太阳能的未来应用
绿色能源：太阳能的未来应用随着全球能源需求的不断增长，对可再生能源的需求也愈发迫切。
在可再生能源中，太阳能作为一种清洁、绿色的能源，具有巨大的发展潜力。
本文将探讨太阳能在未来的应用前景，包括在家庭、工业和交通领域的应用，以及太阳能发电技术的进步和瓶颈。
太阳能在家庭中的应用随着光伏技术的不断成熟和成本的不断下降，越来越多的家庭开始安装太阳能光伏系统。
利用太阳能光伏板发电，可以为家庭提供清洁的电力，同时还可以将多余的电力出售给电网，实现“零电费”甚至“赚电费”的效果。
此外，太阳能热水器也成为许多家庭选择，通过太阳能热水器加热水可以减少家庭用电和用气成本，降低对传统化石能源的依赖。
太阳能在工业中的应用除了家庭应用，太阳能在工业领域也有着广阔的应用前景。
一方面，在制造业等领域，太阳能热能可以被用于加热、蒸汽产生等过程，取代传统的化石能源。
另一方面，在一些对能源要求较高的行业，如数据中心、采矿等，通过建设光伏发电厂满足自身能源需求也是一个可行的选择。
太阳能在交通中的应用除了静态利用，在交通领域，太阳能也有着广阔的应用前景。
随着电动汽车的普及，建设太阳能充电站可以为电动汽车提供更为便捷、清洁的充电服务。
同时，在一些无法实现电网覆盖的地区，如高速铁路等，利用太阳能供给列车运行所需电力也具有较高可行性。
太阳能发电技术的进步和瓶颈随着科技不断发展，太阳能发电技术也在不断取得进步。
从最初单晶硅太阳能电池到如今多晶硅、薄膜光伏等技术不断涌现。
然而，在技术进步背后也存在一些瓶颈，比如光伏板材料稀缺、发电效率不足等问题亟待解决。
结语总之，太阳能作为清洁、绿色且取之不尽用之不竭的资源，在未来将有着更为广泛深入的应用前景。
然而，在实际推广应用中还需要持续不断地加大科研投入和政策支持，才能更好地实现太阳能在各个领域的理想应用。
太阳能的未来应用
太阳能的未来应用随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，正逐渐成为人们关注的焦点。
太阳能的未来应用前景广阔，可以在多个领域发挥重要作用，包括电力供应、建筑设计、交通运输和农业等。
本文将探讨太阳能在这些领域的应用前景，并分析其优势和挑战。
一、太阳能在电力供应领域的应用太阳能发电是目前最常见的太阳能应用之一。
通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，可以为家庭、企业和城市提供清洁的电力供应。
太阳能发电具有可再生、无污染、低维护成本等优势，可以减少对传统化石能源的依赖，降低温室气体排放，保护环境。
随着太阳能技术的不断进步和成本的降低，太阳能发电将在未来得到更广泛的应用。
二、太阳能在建筑设计领域的应用太阳能在建筑设计中的应用也是太阳能未来发展的重要方向之一。
通过在建筑物的外墙、屋顶或窗户上安装太阳能电池板，可以将太阳能转化为电能供应建筑物的用电设备。
此外，太阳能还可以用于建筑物的供暖和热水供应。
太阳能在建筑设计中的应用不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以提高建筑物的能源效率，降低能源消耗，实现可持续发展。
三、太阳能在交通运输领域的应用太阳能在交通运输领域的应用也具有巨大的潜力。
目前，太阳能汽车、太阳能飞机和太阳能船只等交通工具已经开始出现。
太阳能电池板可以安装在交通工具的表面，通过吸收太阳能转化为电能，为交通工具提供动力。
太阳能交通工具具有零排放、低噪音、节能环保等优势，可以减少对传统燃料的依赖，降低运输成本，改善空气质量。
四、太阳能在农业领域的应用太阳能在农业领域的应用也是太阳能未来发展的重要方向之一。
通过在农田中安装太阳能电池板，可以为农业设施供电，如灌溉系统、温室和养殖设备等。
太阳能还可以用于农作物的干燥、脱水和储存等过程。
太阳能在农业中的应用可以提高农业生产效率，减少能源消耗，降低农业对传统能源的依赖，实现农业的可持续发展。
然而，太阳能的未来应用还面临一些挑战。
太阳能发展及应用
太阳能是一种清洁、可再生的能源，其发展和应用在当今世界得到了越来越广泛的关注和应用。
以下是太阳能的发展趋势和应用领域：
1. 光伏发电：光伏发电是目前太阳能应用最广泛的领域之一。
通过光伏电池将阳光直接转化为电能，可以用于家庭屋顶、商业建筑、工业厂房等各种场所的电力供应。
随着技术的进步和成本的降低，光伏发电系统的安装容量不断增加，成为了能源领域的重要组成部分。
2. 太阳能热发电：太阳能热发电利用太阳能集热系统将太阳能转化为热能，再通过发电机或蒸汽涡轮产生电能。
这种技术通常用于大型的集中式发电站，可以提供稳定的电力输出。
3. 太阳能热水器：太阳能热水器利用太阳能集热板将阳光转化为热能，加热水箱中的水，用于家庭生活和工业生产中的热水供应。
太阳能热水器在许多地区已经成为了一种常见的节能环保设备。
4. 太阳能建筑：太阳能建筑是一种将太阳能技术应用于建筑设计中的方法，包括passivhaus（被动房）、太阳能屋顶、太阳能窗户等。
通过优化建筑结构和材料，最大程度地利用太
阳能，可以减少建筑能耗，提高建筑的能源利用效率。
5. 太阳能汽车：太阳能汽车是利用太阳能充电或直接驱动的电动汽车。
虽然目前太阳能汽车在商业上尚未大规模应用，但在一些实验性项目中已经取得了一定的进展，未来可能成为交通运输领域的一个重要发展方向。
6. 太阳能灯具：太阳能灯具利用太阳能充电或储能，提供户外照明解决方案，特别适用于偏远地区或没有电网供电的地方。
随着技术的不断进步和成本的降低，太阳能的应用范围将会继续扩大，并且在全球能源结构中发挥越来越重要的作用。
太阳能的应用和发展前景
太阳能的应用和发展前景随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了越来越多的关注。
太阳能的应用范围也越来越广泛，从家庭用电到工业生产，从城市建设到农村发展，太阳能正逐渐成为人们生活和经济发展中不可或缺的一部分。
本文将探讨太阳能的应用领域和发展前景。
一、太阳能的应用领域1. 家庭用电太阳能光伏发电系统可以将太阳能转化为电能，供家庭使用。
通过安装太阳能电池板，将太阳能转化为直流电，再通过逆变器将直流电转化为交流电，可以满足家庭的日常用电需求。
太阳能家用电站的安装和使用成本逐渐降低，越来越多的家庭开始选择太阳能作为主要的能源供应方式。
2. 商业和工业用途太阳能在商业和工业领域的应用也越来越广泛。
许多企业和工厂开始安装太阳能光伏发电系统，以减少对传统能源的依赖，降低能源成本，并且减少对环境的污染。
太阳能发电系统可以为工厂提供稳定的电力供应，满足生产的需求。
3. 城市建设太阳能在城市建设中的应用也越来越受到重视。
太阳能光伏发电系统可以安装在建筑物的屋顶或立面上，利用太阳能发电，为城市提供清洁的能源。
太阳能还可以用于照明、供暖和空调系统，减少对传统能源的需求，提高城市的能源利用效率。
4. 农村发展太阳能在农村地区的应用也具有巨大的潜力。
许多农村地区缺乏电力供应，太阳能可以成为解决这一问题的有效途径。
通过安装太阳能光伏发电系统，可以为农村地区提供稳定的电力供应，改善农村居民的生活条件，促进农村经济的发展。
二、太阳能的发展前景1. 技术进步随着科技的不断进步，太阳能技术也在不断发展。
太阳能电池的效率不断提高，成本不断降低，使得太阳能发电系统更加经济实用。
同时，太阳能的储能技术也在不断改进，解决了太阳能发电的间歇性和不稳定性问题，使得太阳能成为一种可靠的能源供应方式。
2. 政策支持许多国家和地区都制定了支持太阳能发展的政策和措施。
政府对太阳能发电项目给予补贴和优惠政策，鼓励企业和个人投资太阳能发电系统。
未来建筑中的太阳能利用与发展趋势
未来建筑中的太阳能利用与发展趋势随着全球对可再生能源的需求不断增长，太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐成为未来建筑中重要的能源选择。
本文将探讨未来建筑中太阳能利用的发展趋势，包括太阳能技术的创新、建筑一体化太阳能系统以及智能化管理的发展。
一、太阳能技术的创新与突破1. 高效太阳能电池技术的发展太阳能电池作为太阳能利用的关键部件，其效率和稳定性直接影响着太阳能系统的利用效果。
未来，太阳能电池技术将朝着更高效、更稳定的方向发展。
例如，钙钛矿太阳能电池以其高效能转换和低制造成本的特点，成为研究的热点，有望在未来得到广泛应用。
2. 光热太阳能利用技术的突破除了太阳能电池，光热太阳能利用技术也具有巨大的潜力。
未来，光热太阳能利用技术将继续创新，提高升温速度和温度控制的精度，使其在供暖、热水和工业生产中发挥更大作用。
同时，利用集中光热发电技术，将太阳能转化为电能的效率也将得到进一步提升。
二、建筑一体化太阳能系统的发展1. 太阳能建筑外观设计的融入未来建筑将更加注重太阳能系统与建筑外观的结合，使太阳能设备融入建筑本身，不再被视为附加装置。
例如，建筑外墙、屋顶等可以采用太阳能电池板或光热集热器的设计，实现太阳能利用的同时保持建筑的美观性。
2. 多功能太阳能建筑材料的应用未来，将出现更多多功能太阳能建筑材料的应用。
这些材料不仅能够发电，还可以吸收太阳能进行空调调节、采集雨水等功能。
例如，柔性透明的太阳能材料可以应用于窗户和幕墙，既保证了建筑的采光需求，又能提供电能。
三、智能化管理的发展1. 太阳能与能源管理系统的整合随着物联网技术的发展，太阳能系统将与能源管理系统实现智能化的集成。
未来的建筑将通过智能的监测与控制系统，实现对太阳能系统的自动化管理，包括太阳能电池板的优化倾斜角度调整、能源储存的管理以及能源利用的智能化决策等。
2. 太阳能建筑的智能化运维未来的太阳能建筑将运用大数据分析和人工智能技术，实现对太阳能系统的智能化运维。
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未来的太阳能怎么发展应用序号：135 作者：罗文强单位：湖南理工学院学号：14121821516摘要：关键词：太阳能电池;氢能开发；人工光合作用0前言:多方向发展太阳能目前国际上能源局势很紧张，且土地资源有限，土地退化严重。
未来的社会需要更多的能源消耗，而太阳能则是一类清洁而大量存在的能源，如何充分利用太阳能，我们需要从多个方面入手，本文主要讲的是以太阳能电池为核心，辐射到个领域的应用。
首先，太阳能电池将大量太阳能转化为电能，可直接将电能用于生活、生产，或通过电池储存起来。
其次，将太阳能电池得到的电能用于电解水产氢气，氢气可以直接用于氢燃料电池，或者将氢气为原料生产液体燃料；将太阳能电池收集的电能及利用其生产的氢气用于人工光合作用，生产糖，解决粮食生产问题。
1未来太阳能电池的发展1.1太阳能电池的发展方向材料与器件结构的研究与开发：对各种太阳能电池材料研究；杂志与缺陷的转换效率及稳定性影响；使用薄膜技术和剥离技术；大规模生产技术的开发。
；跟踪与聚光；储电及并网发电结合；与建筑物结合：架设太阳电池组件；集成在建筑材料商。
1.2几类新的高效太阳能电池电池叠层电池：叠层式电池结构就是要使用不同的禁带宽度的材料来吸收不同波长的光子，这是通过使用多层电池实现的。
每层电池的能带都不同，最高能带的电池位于最高位置，往下能带依次减小，能量高的光子被能带高的电池吸收，能量低的光子被能带低的电池吸收，减少了载流子能带内的能量释放，从而大幅的提高了太阳能电池的效率。
理论上，无限增加太阳能电池的层数，可以获得的极限效率为86．8％多能带电池：标准电池材料的光伏效应基于载流子在价带和导带之间的激发．近年来有所谓多能带结构被提出，就是在导带与价带之间引进额外的能带，多能带电池可以获得比单结电池大的多的转换效率。
不同能量的光子被吸收后可以将电子激发到不同的能带，从而有效的利用了太阳光子的能量。
多激发电子空穴对高能电子-空穴对不是把多余的热量以热能的形式释放出去，而是将这部分能量利用起来去冲击别的电子，以产生更多的电子空穴对，就有可能获得高的转换效率，也称为冲击离子化电池。
2氢能开发2.1太阳能电解水制氢。
电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高（75％-85％），但耗电大，用常规电制氢，从能量利用而言得不偿失。
所以，只有当太阳能发电的成本大幅度下降后，才能实现大规模电解水制氢。
2.2太阳能光化学分解水制氢。
这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长波光能的吸收，利用光化学反应制氢。
日本有人利用碘对光的敏感性，设计了一套包括光化学、热电反应的综合制氢流程，每小时可产氢97升，效率达10％左右。
2.3生物光合作用制氢。
40多年前发现绿藻在无氧条件下，经太阳光照射可以放出氢气；十多年前又发现，兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都有光合放氢作用。
目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，要实现工程化产氢还有相当大的距离。
据估计，如藻类光合作用产氢效率提高到10％，则每天每平方米藻类可产氢9克分子，用5万平方公里接受的太阳能，通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。
氢能是一种高品位能源，氢气可以直接用于氢燃料电池，或者者将氢气为原料生产液体燃料。
3氢能或电能驱动人工光合作用固定二氧化碳合成糖3.1人工光合作用的优势光合作用[1]是指植物和光合微生物吸收太阳能，将二氧化碳和水转化为碳水化合物的过程，它包括利用叶绿素吸收太阳能，并将能量转移到NADPH 和ATP 的光反应，和利用NADPH 和ATP 驱动，转化二氧化碳和水，形成碳水化合物的暗反应。
由于化石燃料来自古代植物光合作用[2]，光合作用是当前人类食物和能量的主要来源，因而受到研究者的高度重视。
自然界光合作用效率较低，理论上，植物光合作用最大效率仅为4.6－6.0%[3]，其主要原因包括[3]，第一，叶绿素只能吸收占太阳入射光能量不到一半的400－700 纳米光子；第二，每吸收8 个光子能量，只能产生转化一个分子二氧化碳所需要的2 个NADPH 分子和3 个ATP 分子，即使按照红光光子能量计算，也只有43%的吸收能量转移到NADPH 和ATP 上，由于其他波长较短，能量较高，实际效率更低；第三，植物通过卡尔文循环，每消耗12 摩尔NADPH 和18 摩尔ATP，才能合成1 摩尔葡萄糖，由于1 摩尔葡萄糖氧化，释放的自由能仅为686.8 千卡(高于燃烧释放的能量)，因此，按照自由能计算，卡尔文循环的热力学效率仅为79%。
发展人工光合作用，才能更好地提高效率。
采用光伏电池或光伏产氢获取的能量再生NADPH 和ATP，驱动光合作用暗反应Calvin循环合成糖[4]，可提高光吸收及再生NADPH 的能量效率，从而提高人工光合作用效率，如果实现大规模工业化生产粮食，与传统农业相比，可以大幅度降低土地需要量和水资源消耗。
本文进一步分析综述了由酶催化代谢反应组成的人工光合作用固定二氧化碳，合成碳水化合物途径，只需要电或氢气再生NADH，驱动合成糖，不需要消耗ATP，其中最简单的途径，只需要13 种酶，从而使人工光合作用实现难度显著降低。
如果采用二氧化碳化学加氢合成甲醛，使用甲醛作为原料，只需要使用9 种酶，不需要不稳定的NADH 和ATP，经过11 步反应，就可以合成糖，从而容易实现。
初步估算，我们提出的太阳能驱动人工光合作用固定二氧化碳合成糖的总效率，可达到15－30%以上。
3.2人工光合作用暗反应新途径自然界光合作用暗反应，包括植物的Calvin－Benson 循环，通过Rubisco 酶固定二氧化碳，还原磷酸戊糖循环合成糖[1]；光合微生物发展了5 种固定二氧化碳，合成乙酰辅酶A 的路径[9]，再将乙酰辅酶A 转化为糖。
这些途径均由NAD(P)H 和ATP 共同驱动。
本文提出的人工光合作用新途径，由NADH 单独驱动，将水和二氧化碳合成为糖，如葡萄糖或淀粉，合成1 摩尔葡萄糖只需要12 摩尔NADH，等于植物光合作用暗反应所需要的NADH 数量，与植物光合作用同时还消耗18 摩尔ATP 相比，我们提出的人工光合作用途径，不需要消耗ATP，NADH 可有电解再生或氢气还原再生，由电解再生NADH 时，还与植物一样，同时产生氧气。
我们提出的人工光合作用暗反应途径的总反应如下：2 (C6H10O5)n + 12 CO2 + 12 H2O 12 O2 + 2 (C6H10O5)n+1 (电解)2 (C6H10O5)n + 12 CO2 + 24 H2 2(C6H10O5)n+1 （氢气驱动）图1. 电或氢能驱动固定二氧化碳人工光合作用途径：途径1，磷酸甘油酸缩合途径酶见表1，中间产物：HCOOH，甲酸；HCHO，甲醛；ru5p，5 磷酸核酮糖；hu6p，6 磷酸3 已酮糖；f6p，6 磷酸果糖；f16p，1，6 二磷酸果糖；g3p，3 磷酸甘油醛；gp3，3 磷酸甘油酸；g6p，6 磷酸葡萄糖；g1p，1 磷酸葡萄糖；Gn，直链淀粉；non-oxidative PPP，非氧化磷酸戊糖途径，忽略了无机磷酸，H+和水图1 是第一种氢气驱动人工光合作用途径示意图，总共使用了19 种酶，催化了20 步代谢反应（表1），主要过程如下：（1）氢气还原再生NADH，使用NAD 转氢酶催化，反应式如下：24 NAD+ + 24 H2 --> 24 NADH + 24 H+如果使用电解还原NAD，再生24 摩尔NADH，则反应式如下[10-12]：24 NAD+ + 24 H2O24 NADH + 12 O2 + 24 H+ (electrolysis)（2）由甲酸脱氢酶和甲醛脱氢酶催化，24 摩尔NADH 驱动固定12 摩尔二氧化碳，合成12 摩尔甲醛[13-15]；此外，后续反应产生的NADH 又固定1 摩尔二氧化碳，合成1 摩尔甲醛；总反应式如下：13 CO2 + 26 NADH + 13 H+ 13 HCHO + 26 NAD+（3）由磷酸己糖合成酶催化，将13 摩尔甲醛缩合到13 摩尔磷酸戊糖上，再通过异构酶转化为13 摩尔磷酸果糖[16-17]。
总反应式如下：13 HCHO + 13 ru5p 13 f6p（4）由8 摩尔磷酸果糖和4 摩尔磷酸甘油醛通过磷酸戊糖途径再生合成12 摩尔磷酸戊糖[1]；8 f6p + 4 g3p 12 ru5p（5）使用3 摩尔ATP 驱动3 摩尔磷酸果糖合成3 摩尔二磷酸果糖，然后分解，再生6摩尔磷酸甘油醛[18]，其中4 摩尔用于再生磷酸戊糖，另外2 摩尔用于再生ATP；3 f6p + 3 ATP 6 g3p + 3 ADP（6）二摩尔磷酸甘油醛氧化，再生二摩尔ATP 和NADH，产生2 摩尔磷酸甘油酸[19]；2 g3p+2 Pi+2 ADP+2 NAD+ 2 gp3+ 2 ATP + 2 NADH + 2 H+（7）2 分子磷酸甘油酸偶联，再生一摩尔磷酸戊糖和二氧化碳，并再生另一摩尔ATP[20-21] 2 gp3 + ADP Ru5P + ATP + H2O + CO2（8）二摩尔磷酸果糖转化为磷酸葡萄糖，接续到淀粉链上[1]。
2 f6p + 2 (C6H10O5)n 2 (C6H10O5)n+1 + 2 Pi此前提出的路径[8]是由磷酸甘油醛分解再生ATP，副产乙醇，这使四分之一原料转化为酒精。
虽然乙醇可进一步通过三羧酸循环分解再生NADH，但是，这需要增加13 种酶和4 种辅酶，使系统吸引34 种酶，6 种辅酶，变得很复杂，尤其中间产物增多。
本方法是将2 摩尔磷酸甘油醛水解氧化产生磷酸甘油酸，再生2 摩尔ATP，然后一步缩合磷酸甘油酸再生1 摩尔ATP 和磷酸戊糖（简称磷酸甘油酸缩合途径），从而减少了酶和中间产物数量，使需要的酶数量减少到19 种，加上NADH 和ATP。
图2. 电或氢能驱动固定二氧化碳人工光合作用途径：途径2，二磷酸甘油酸合成途径与二磷酸甘油酸缩合途径不同的酶见表2，中间产物不同图1 的如下：g16p，1，6-二磷酸葡萄糖；ga6p，6-磷酸半乳糖；省略无机磷酸，H+和水。
由于上述方案需要ATP 和各种磷酸脂参与合成糖，它们容易水解，从而消耗起催化作用的中间体，使反应终止，因此，我们提出了一个能够增殖ATP，从而补充各种中间体的新路径，参见图2，与前述途径相比，改变了再生二磷酸果糖途径，主要反应如下：1) 通过二磷酸葡萄糖合成酶催化1 磷酸葡萄糖与二磷酸甘油酸作用，产生二磷酸葡萄糖（g16p）和磷酸甘油酸[22]：g1p + bpg g16p + gp3 + H+2) 二磷酸葡萄糖再通过磷酸葡萄糖变位酶催化，与磷酸果糖反应，再生二磷酸果糖[23]。