整個2016年，全球在清潔能源推廣方面可謂是“碩果累累”。其中-具有代表性的事件有巴黎氣候協議生效，太陽能裝置的價格持續下降，可再生能源成為全球投資熱點，而且今年，美國也在大力發展其海上風電項目。這一系列技術的進步不僅是讓可持續能源的能源轉化率更加高效，也使得其價格愈加親民。高效的轉化率和親民的價格才是推廣清潔能源的關鍵，科技的發展是避免氣候變化產生惡劣影響的-可靠方法。
人工光合作用
目前，在可再生能源組合技術中，一個-為關鍵的問題就是如何尋找可以替代汽油等其他燃料的清潔液體燃料。現在看來，-有前途的解決方法可能就是人工光合作用了，它能模仿來自大自然中的陽光，將二氧化碳和水轉化為燃料。
這種“仿生葉片”比大自然中植物的光合作用效率要高10倍。在哈佛大學的實驗室中，研究人員使用由鈷-磷合金制成的催化劑將水分解成氫氣和氧氣，然后用一種特殊的細菌將二氧化碳和氫氣轉化成液體燃料。
太陽能熱光伏電池
麻省理工學院的一個研究團隊表示，太陽能熱光伏設備的發展可能會超過太陽能電池板中常規光伏電池的理論效率極限。因為這些常規太陽能電池只能從太陽光的一部分色譜中吸收能量，這其中主要是從紫色到紅色的可見光。而麻省理工的科學家們增加了一個由碳納米管和納米光子晶體組成的“過渡”組件，它們的功能類似于漏斗，就是將太陽光能量收集后聚集成窄帶光。位于“過渡組件”中的納米管在整個顏色光譜上捕獲能量，這其中就包括不可見的紫外線和紅外波，納米管可將其全部轉換成熱能。研究人員建議，該技術的優化版本有可能突破傳統太陽能電池的理論上的約30%的效率上限。
鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池廉價、易于生產，并且可以非常有效地吸收光。這種薄膜材料是一類具有特定晶體結構的混合有機和無機化合物，它可以像標準光伏電池中硅一樣捕獲自然光。
然而，對于這種材料，一個-為關鍵的問題就是其耐久性。這種材料在吸收太陽能的化合物后會慢慢降解，尤其是在潮濕和炎熱的條件下，其降解速度會更快。
斯坦福大學、洛斯阿拉莫斯國家實驗室和瑞士聯邦理工學院等研究機構在提高鈣鈦礦太陽能電池的穩定性方面取得了長足的進步，在《自然》、《自然能源》和《科學》等國際頂級期刊上都發表了相關的研究論文。
伯克利勞倫斯國家實驗室的科學家Ian Sharp說：“在今年，在鈣鈦礦電池方面有一些真正令人印象深刻的進展。”與此同時，來自世界各地的其他研究人員也都成功地提高了鈣鈦礦太陽能電池的效率，并確定了該項技術進一步發展的新途徑。
碳儲存
在美國，火力發電產生的二氧化碳占全國二氧化碳輸出量的30%，因此在源頭控制這些排放至關重要。今年出現了一些在發電廠中捕獲碳的新興方法(其中包括碳酸鹽燃料電池)，以及一些有前景科技進展。
截至目前，對于碳捕獲技術而言，如何處理這些成功捕獲后的碳材料成為一個棘手的難題。而且這并不是一個小問題，畢竟全世界每年會產生近400億噸的二氧化碳。
古人云，世間萬物，相生相克，對于這一問題，科學家們似乎也找到了新的解決辦法，那就是掩埋二氧化碳并將其變成石頭。2012年以來，冰島雷克雅未克的能源固碳項目一直在向地下注入二氧化碳和水，進而與該地區豐富的火山玄武巖發生反應。
《科學》雜志上的一篇研究發現，95%的二氧化碳在不到兩年內就已經礦化，遠遠超過了人們預期的幾十萬年。截至目前為止，那些深埋在地下的溫室氣還并沒有發生泄漏。這都表明它可能比現有的處理方法更便宜、更安全。
從二氧化碳到乙醇
從本質上講，對于捕獲的二氧化碳而言，它的另一個歸宿擇是通過科學家的努力，將其再循環回可用的燃料。
今年早些時候，美國能源部橡樹嶺國家實驗室的研究人員偶然發現了一種將二氧化碳轉化為乙醇的方法，并將其用于汽油添加劑。
根據發表于《Chemistry Select》的研究，該團隊開發了一種由碳、銅和氮制成的具有紋理表面的催化劑，可與二氧化碳發生一種電化學反應。當施加電壓時，該裝置以高效率將二氧化碳溶液轉化為乙醇。材料也相對便宜，并且整個過程在室溫下工作，這是未來商業化的關鍵優勢。
作為該項目的首席科學家亞當羅丁諾在一篇新聞稿中說道“我們正在試圖使用二氧化碳推動燃燒反應后退幾步”。當前，除了轉化捕獲的二氧化碳外，該方法還可用于儲存來自風能和太陽能發電的多余能量。
