科学家在寻找廉价、清洁的能源方面取得了多项重大突破，包括利用海藻制取原油、将塑料购物袋转化为柴油，以及发现食油微生物等。除了将太阳光转化为电能，太阳能还可驱动化学反应，生产氢等化学燃料。

生产太阳能燃料的主要挑战在于，用于捕获太阳能的半导体和用于生产燃料的催化剂成本高昂。最有效的材料价格昂贵，导致所产燃料在价格上无法与汽油竞争。然而，研究人员近期找到了一种方法，利用太阳能将水分解为氢和氧，转化率达到1.7%，这是目前基于氧的光电极系统中的最高纪录。

威斯康星大学麦迪逊分校的化学教授Kyoung-Shin Choi利用钒酸铋制造了一种基于电沉积原理的太阳能电池，每克钒酸铋的表面积可达32平方米。为了加快钒酸铋产生能源的速度，需要添加催化剂。尽管许多团队致力于开发电沉积半导体和水分解催化剂，但Choi指出，很少有人关注半导体与催化剂的结合。

此外，研究人员还发现，塑料购物袋可通过热解转化为柴油、天然气和其他石油产品。该过程产生的能源远超消耗，可生产交通燃料，与现有超低硫柴油和生物柴油混合使用。其他产品如天然气、石油精、汽油、石蜡和润滑油等也可用购物袋生产。伊利诺伊可持续技术中心的高级研究员Brajendra Kumar Sharma表示，这种生产方式还有其他用途。

同时，美国能源部西北太平洋国家实验室（PNNL）的工程师开发了一种连续化学过程，将海藻倒入后几分钟内即可生产出原油。位于美国犹他州的生物燃料公司Genifuel拥有该技术专利，并正与行业合作伙伴建设实验室以利用该技术。在PNNL的流程中，海藻浆液从化学反应器前端进入，系统启动后不到一小时即可产出原油，同时产生水和含磷副产品，可循环用于种植海藻。经过常规精炼，海藻原油可转化为航空燃料、汽油或柴油。废水经处理后可产生可燃气体及钾、氮等物质，与净化水混合后可用于种植海藻。

杜克大学的研究团队则找到了一种更好的方法来制造人造软骨。整形外科教授Farshid Guilak和医学工程与材料科学助理教授Xuanhe Zhao将两种创新技术结合，制造出兼具天然软骨强度和柔软度的人造组织。软骨位于关节处，会因受伤或过度使用而受损，引发疼痛和活动受限。天然软骨既强韧又光滑，用人工材料替代难度很大。

盐单胞菌是一种适应力极强的细菌，能耐受高温、高盐、低氧、黑暗和高压环境，使其能在砂岩深处生存，有利于烃类抽取和碳封存。虽然海藻一直被视为生物燃料的潜在来源，但成本高昂。PNNL的技术通过将多个化学步骤整合为连续流程，并直接使用湿海藻（含水量80%-90%），显著降低了成本。大多数现有流程需要干燥海藻，耗费能源且增加成本。PNNL的系统连续运转，实验室设备每小时可处理1.5升海藻浆液，已接近大规模商业生产要求。该系统还取消了用乙烷等溶剂提取油的步骤，而是将全部海藻置于高温高压下，将大部分生物质转化为液体和气体燃料。

系统产物包括：原油（可转化为航空燃料、汽油或柴油，海藻中约50%-70%的碳可转化为原油中的能源）、净化水（可循环用于种植海藻）、燃料气体（可燃烧发电或净化后用于汽车）、以及氮、磷、钾等营养物（种植海藻所需的关键营养物）。此外，对微生物新陈代谢的分析发现，这些细菌可利用环境中的铁和氮，循环利用稀有营养素，并能代谢石油中常见的芳香族化合物。