الاوراق الاصطناعيه قد تنتج الطاقه في يوم ما يقود رايزنر فريقا من الباحثين الذين يحاولون التقاط المزيد من هذه الطاقه المجانيه. ورغم التقدم الكبير الذي حققته الالواح الشمسيه خلال السنوات الاخيره، بحيث اصبحت اقل تكلفه واكثر فعاليه، فهي توفر الطاقه الكهربائيه فقط، لا الوقود السائل القابل للتخزين، والذي لايزال مطلوبا بشده. يتساءل البروفيسور رايزنر "اذا نظرت الي محفظه الطاقه العالميه والاحتياجات الحاليه، ستجد ان الكهرباء تغطي ربما ما بين 20 الي 25 بالمئه. وبالتالي حين نغطي نسبه الـ 25 بالمئه هذه، ما الذي سنفعله بعدها؟" والاجابه هي ان ننظر الي الطبيعه: " النباتات مصدر كبير للالهام، لانها تعلمت علي مدار ملايين السنين كيف يمكنها ان تحصل علي ضوء الشمس وتخزن الطاقه في خزائن خاصه" " اعتقد حقا ان التمثيل الضوئي الاصطناعي سيكون جزءا من محفظه الطاقه خلال العقدين المقبلين". حين تقوم النباتات بالتمثيل الضوئي، فهي تمتص الماء وثاني اكسيد الكربون وتستخدم ضوء الشمس لتحويل هذه المواد الخام الي الكربوهيدرات التي تحتاجها للنمو. البروفيسور رايزنر متفائل ازاء امكانيه ان يصبح التمثيل الضوئي الاصطناعي مصدرا مهما للطاقه يقول البروفيسور رايزنر "نريد محاكاه ذلك، لكننا لا نريد انتاج الكربوهيدرات لانها تمثل وقودا رديئا، وبدلا من الحصول علي الكربوهيدرات سنحاول انتاج شيء يمكن استخدامه بسهوله اكبر". مشروع لانتاج وقود سائل صديق للبيئه من اشعه الشمس هناك مشكله اخري، وهي ان النباتات ليست فعاله للغايه في التمثيل الضوئي، اذ تحول نحو واحد او اثنين بالمئه من الطاقه الشمسيه الي وقود. وقد خلصت وزاره الطاقه الامريكيه الي انه لكي يكون التمثيل الضوئي مجديا من الناحيه الاقتصاديه، فان الكفاءه ينبغي ان ترتفع الي ما بين خمسه الي عشره بالمئه. اختبر فريق البروفيسور رايزنر عددا من الاساليب، من بينها نظام يحاكي التمثيل الضوئي الطبيعي، ويستخدم الانزيمات لفصل الماء وانتاج الهيدروجين للوقود. غير ان الكفاءه ماتزال منخفضه، كما ان الهيدروجين كغاز يصعب تخزينه. ثمه مسار اخر ربما يكون واعدا علي المدي الطويل، اذ طور فريقه مؤخرا جهازا صغيرا يحول ضوء الشمس وثاني اوكسيد الكربون والماء الي اوكسجين وحمض الفورميك، وهو وقود سائل يتمتع بكثافه طاقه عاليه. يحتوي الجهاز علي لوح مثبت في مغطس من الماء وثاني اكسيد الكربون. وفي وجود ضوء الشمس يصدر اللوح الكترونات تتحد مع ثاني اكسيد الكربون والبروتونات في الماء لانتاج حمض الفورميك. يقول البروفيسور رايزنر "هذه الجهاز يشيه الالواح او الرقائق. انه جهاز رفيع للغايه، قد يبدو اشبه بالورقه". وقد يكون اكبر تقدم يمثله هذا الجهاز، هو انه مستقل. فهو لا يحتاج الي مصدر خارجي للطاقه، او عوامل محفزه اضافيه. الورقه الاصطناعيه تتالف من لوح يتفاعل مع ضوء الشمس، وماء وثاني اكسيد الكربون يحظي التمثيل الضوئي الاصطناعي باستثمارات ضخمه، رغم كل التحديات. ففي الولايات المتحده، اعلنت وزاره الطاقه مؤخرا عن تخصيص 100 مليون دولار علي مدي خمس سنوات لهذه الابحاث. وتخصص الاموال لصالح مشروعين منفصلين، هما مركز الاساليب الهجينه لتحويل الطاقه الشمسيه الي وقود سائل( المعروف اختصارا باسم ، وتحالف ضوء الشمس السائل . ويقوم مشروع تشيس الذي تقوده جامعه نورث كارولينا علي تطبيقات عمليه شبيهه بالجهاز الذي طورته جامعه كمبريدج، من خلال تطوير انظمه كالالواح الشمسيه تستخدم اشباه الموصلات لامتصاص الضوء، ثم تقوم بتحويل ثاني اكسيد الكربون الي وقود باستخدام عوامل محفزه مختلفه. وتقول البروفيسوره جيليان ديمسي نائبه مدير مشروع تشيس ان البحث يركز بشكل خاص علي فكره المحفزات المتتاليه. فتحويل ثاني اكسيد الكربون الي وقود قابل للاستخدام يتضمن اجراء اكثر من عمليه تحويل كيميائي، والمحفزات يمكنها القيام بعمليه واحده فقط في كل مره. وتضيف "يقوم المحفز الاول بالخطوه الاولي، ثم يتولي الامر المحفز التالي. يقوم كل محفز بعمليه شديده الانتقائيه، ويسلم المهمه بعد ذلك لنظيره". الباحثون الامريكيون يدرسون امكانيه استخدام ضوء الشمس لانتاج وقود سائل قابل للتخزين اما مشروع ليزا فياخذ نهجا اكثر نظريه، اذ يركز علي تحسين مراحل ومكونات التمثيل الضوئي الاصطناعي. ويتم تصميم المحفزات المحتمله والعمليات المختلفه عن طريق الكمبيوتر قبل تجربتها. يقول البروفيسور هاري اتووتر من معهد كالتيك للعلوم والهندسه "نقوم بجهد نظري ضخم، والنظريه والتجربه تسيران جنبا الي جنب. لدينا الان اكبر قاعده بيانات في العالم". لماذا ترتفع درجه حراره الارض؟ غير ان الخبر السيء هو اننا لا نتوقع رؤيه حقول مليئه بالواح التمثيل الضوئي في وقت قريب. اذ لاتزال هناك عقبات كبيره، وفقا لما تؤكده البروفيسور ديمسي. يعد تجميع كل التكنولوجيا في حزمه واحده يمثل معضله. تقول ديمسي"لدينا بحث علمي مذهل فيما يتعلق بالتقاط الضوء، والمحفزات التي تساعد في انتاج الوقود، وفي اداره الانظمه. لكن دمج هذه العناصر المفرده في نظام قادر علي احداث التمثيل الضوئي الاصطناعي يعد تحديا ضخما". من الصعب كذلك ضمان انتاج وقود مجد من الناحيه الاقتصاديه، في ظل كون الكثير من المحفزات اللازمه اما باهظه الثمن او غير فعاله علي نطاق واسع. واخيرا، تعد المتانه مشكله اخري، كما تقول البروفيسوره ديمسي "حين تتعامل مع اشعاع مستمر قد يسبب رد فعل قد يكون ضارا للغايه ومسببا للتاكل". ونتيجه لذلك فان التمثيل الضوئي الاصطناعي لا يمكنه ان ينتج وقودا سائلا رخيص الثمن بما يكفي لمنافسه الوقود الاحفوري. ويقول البروفيسور رايزنر"غير ان الديناميكيه يمكن ان تتغير بسرعه كبيره. اسعار النفط يمكن ان تتغير، الضرائب يمكن ان تتغير. وحين تبدا الامور في التغير، في وقت ما في المستقبل، ستنخفض اسعار التمثيل الضوئي الاصطناعي، وسترتفع اسعار الوقود الاحفوري. والسؤال هو متي سيحدث ذلك". " اذا نظرنا عشر سنوات الي الوراء فان اكثر التوقعات تفاؤلا بشان تكلفه الطاقه الكهربائيه المشتقه من الخلايا الكهروضوئيه لا تماثل ما حدث بالفعل. فقد انخفضت التكلفه بنسبه 85%، وهو امر لا يصدق. لكن حينما يكون الانتاح علي نطاق واسع الحجم فان الحسابات تتغير و يصبح الكثير ممكنا. لذلك انا متفائل جدا".
"تنتج الشمس طاقه اكثر من حاجه البشريه، لكننا مازالنا لا نستطيع التقاط ما يكفي منها"، هذا ما يقوله ايروين رايزنر استاذ الطاقه والاستدامه في جامعه كمبريدج.