光合作用的原理是，叶绿素在阳光的作用下将空气中的二氧化碳和水转化为饱含能量的有机物。光催化便是对光合作用进行模拟的尝试，其中，等离激元（Plasmon）效应的运用便是打开了光催化领域向清洁能源探索的一个新的可能性。

等离激元人工光合是通过纳米催化剂，人工完成光合作用的技术。过程中，纳米催化剂充当叶绿素的角色，以太阳光为能量，激活二氧化碳和水的化学键，将其中的碳、氢元素重新结合为烷烃分子，成为碳氢化合物燃料。用清洁的碳氢燃料去替代传统的化石能源，不仅可以回收利用二氧化碳，还能减少传统化石能源使用，可谓一石二鸟。你可能会问，合成的碳氢化合物经过燃烧也会释放二氧化碳，如何是清洁能源呢？人造碳氢燃料在生产过程中，从空气中消耗的二氧化碳，等量于自身燃料产生的碳排放。因此它的生产和使用过程完成了一个短的闭环。
在这个闭环中，碳氢燃料燃烧释放的二氧化碳与其生产过程中使用的二氧化碳相互抵消，整个循环自身可以做到碳中和。这和生物质能源属于清洁能源是一个道理——生物在形成中吸收的二氧化碳量与生物质发电过程产生的二氧化碳量相当。等离激元概念早在1951年由美国科学家提出，在物理学上被定义为等离子振荡的量-子，就如同光学振荡由光子构成，等离子振荡由等离激元构成。这种振荡的微观结果就是纳米聚焦效应，通俗的讲就像透镜一样可以把光在纳米尺度聚焦，从而可以在人造材料上复刻并增强光合作用。随着气候变化成为亟待解决的全球性生态危机，等离激元技术在能源和气候治理领域的应用成为前沿和热门的方向。从2011开始，等离激元在碳利用领域的探索迅速发展——从理论探究到实验室研发，再到工业示范。由美国能源部支持的科技公司Syzygy Plasmonics，专门研究等离激元低成本制备氢气的工业化路径，今年4月已完成B轮融资，获得了维港投资（Horizons Ventures）和挪威国家石油公司（Equinor）等全球投资者2300万美元的支持，准备量产其等离激元技术。日本和中国一样，也在2020年官宣了碳中和目标，并随即发布了《绿色增长战略》，其中提到人工光合回收二氧化碳制乙烯工业化替代现有30%产量，并保持价格不提高。