科學家在尋找便宜、清潔的能源方面取得了很多重大突破：幾分鐘之內就用海藻制出原油；用塑料購物袋制造柴油；發現了食油微生物等。發電不再是將日光轉化為可使用的能源的唯一途徑。太陽還可以推動化學反應，生產出氫等化學燃料。

生產太陽能燃料的困難之處在于，用于獲取太陽能的半導體和生產燃料的催化劑的成本都很高。最有效的材料太貴，導致生產出的燃料在價格上無法與汽油競爭。

但是，現在有一些研究者找到了一種方法，可以用太陽能將水分解為氫和氧，轉化率高達1.7%，是目前以氧為基礎的光電極系統中轉化率最高的。

威斯康星麥迪遜大學的化學教授Kyoung-Shin Choi用釩酸鉍制造出了一種利用電沉積原理的太陽能電池，每克釩酸鉍的表面積可以達到32平方米。

要加快釩酸鉍產生能源的速度，就需要用到催化劑。雖然有很多研究團隊致力于開發電沉積半導體，也有很多團隊在開發水分解催化劑，但是據Choi說，并沒有多少人關注半導體與催化劑的結合。

而且，還有研究者說，可以將塑料購物袋轉化為柴油、天然氣和其他有用的石油產品。

這種轉化所產生的能源遠遠超過轉化過程所需的能源，從而可以產生柴油等交通燃料，可以與現存的超低硫柴油和生物柴油等混合使用。其他產品，例如天然氣、石油精、汽油、石蠟和潤滑油等，也可以用購物袋生產。這種生產過程叫做高溫分解，是將塑料袋放在無氧室中加熱。領導這次研究的伊利諾伊可持續技術中心的高級研究員Brajendra Kumar Sharma說，這種生產方式還有其他用途。

同時，美國能源部的西北太平洋國家實驗室（PNNL）的工程師開發了一種持續的化學過程，將海藻傾倒進去，幾分鐘后就可以生產出原油。

位于美國猶他州的生物燃料公司Genifuel擁有這項技術的專利，現在正與一個行業合作伙伴建設實驗室來利用這項技術。

在PNNL開發的這個流程中，海藻粘液中化學反應器的前端傾倒進去。系統啟動后，不到一小時就能生產出原油，同時還會產生水和一種含磷的副產品，可以循環利用來種植海藻。

在經過額外的常規精煉后，用海藻生產的原油可以轉化為航空燃料、汽油或柴油。這個過程產生的廢水也可以進一步處理，產生可燃氣體和鉀、氮等物質，這些物質與凈化過的水混合后，也可以用來種植海藻。

杜克大學的研究團隊找到了一種更好的方式來制造關節中的人造軟骨。整形外科教授Farshid Guilak和醫學工程與材料科學助理教授Xuanhe Zhao將兩種創新技術結合在一起，找到了一種制造人造組織的方法，兼具天然軟骨的強度和柔軟度。軟骨位于人體的關節處，隨著時間的推移，會由于受傷或過度使用而受損，引發疼痛，不再靈活。天然的軟骨既強韌又能負重，既光滑又柔軟，要用人造材料替代是有很大難度的。

鹽單包菌是一種適應力很強的細菌。它們可以忍受會另大多數生物喪命的高熱、高鹽、低氧、黑暗和高壓的環境。這使它們可以在砂巖深處生存，有利于烴類抽取和碳封存。

同時，雖然海藻一直被認為是生物燃料的潛在來源，也有幾家公司在研究用海藻制造燃料，但是成本相當高昂。PNNL的技術有效地利用了海藻的潛力，采用幾種方法降低了用海藻生產燃料的成本。

PNNL的科學家和工程師們將幾個化學步驟整合成了一個連續的流程，從而簡化了利用海藻生產燃料的過程。最重要的降低成本的措施是，這個生產流程采用的是濕的海藻。大多數現有的流程都需要把海藻干燥，這既耗費能源，也增加成本。而這個新的流程使用海藻混合液，其中80%到90%都是水。

雖然還有一些團隊在嘗試用類似的方法制造生物燃料，但大多數都是每次完成一批。而PNNL的系統是連續運轉的，在實驗室里所用的設備里，每小時可以處理1.5升海藻混合液。雖然這似乎并不多，但是已經非常接近大規模商業生產的要求了。

PNNL系統還取消了現在常見的海藻處理流程中用到的步驟，即用乙烷等溶劑從海藻剩余物中提取出富含能源的油。相反，PNNL的團隊使用的是全部的海藻，將它們置于高溫高壓之下，將大部分生物量轉化為液體和氣體燃料。

這個系統的產物包括：

· 原油，可以被轉化為航空燃料、汽油或柴油。根據這個研究團隊的經驗，海藻中大約50%的碳可以轉化為原油中的能源——有時高達70%。

· 凈化水，可以被循環利用來種植更多的海藻。

· 燃料氣體，可以燃燒發電，或者經過凈化后制造汽車用的天然氣。

· 氮、磷、鉀等營養物——也是種植海藻所需的關鍵營養物。

一項關于微生物新陳代謝的分析發現，這些細菌可以利用周圍環境中的鐵和氮，并循環利用稀有的營養素來滿足新陳代謝的需要。

也許最重要的是，這個團隊發現，這些生活在巖石深處的微生物可以使石油中常見的芳香族化合物發生新陳代謝。