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發布時間： 2014-08-20 15:38:25  |  來源： 中國發展門戶網  |  作者： 辛聞  |  責任編輯： 王虔

關鍵詞： 太陽能 中科院 水制氫氣 能源 清潔能源

戶外太陽光下實現水分解制氫

大連化物所李燦院士團隊提出了復合人工光合體系的理念，試圖雜化集成自然和人工光合體系的優勢，建立自然光合和人工光合的復合雜化體系，以期實現太陽能到化學能的高效轉化，并揭示自然光合體系的奧秘。圍繞這一理念已先后構建了雜化體系實現了高效產氫、氫轉移及CO2加氫等還原反應，受邀在Accounts of Chemical Research上發表，闡述了復合人工光合作用體系的科學意義和構建策略，為發展全分解水體系奠定了基礎。

最近的研究進展結合光合酶PSII和人工光催化劑的優勢，構建了植物PSII酶和半導體光催化劑（例如，Ru/SrTiO3:Rh）的自組裝成雜化光合體系，以無機離子[Fe(CN)63-/Fe(CN)64-]對由自然酶PSII向人工Ru/SrTiO3:Rh催化劑傳遞電子，在可見光照射下實現了以化學計量比分解水生產氫氣和氧氣（即：2H2O?O2+ 2H2）。而且將裝有催化劑的燒瓶置于戶外陽光下，就可以分解水放出氫氣。研究還發現PSII的膜片段可以通過自組裝的方式結合在無機催化劑表面，PSII氧化水產生的電子通過界面處傳遞離子對將電子轉移到半導體催化劑表面參與質子還原產氫反應。

該研究為進一步構建和發展自然-人工雜化的太陽能高效光合體系提供了原初的思路。