【科技日報】我科學家實現太陽光分解水制氫氣和氧氣

2020-12-25 中國科學院

　　記者從中科院大連化學物理研究所獲悉，該所催化基礎國家重點實驗室及潔淨能源國家實驗室的李燦院士、陳鈞研究員等人在人工光合研究項目上取得重要進展，實現了利用太陽光分解水制氫氣和氧氣的反應。相關研究成果發表在最新一期的《自然·通訊》上。

　　在科學家的眼中，樹葉能完成光合作用，是利用太陽能的「高手」，人類所需的氧氣、食物和能源都來自於自然界的光合作用。綠色植物都可以通過綠葉的光合作用酶吸收太陽光，將水和二氧化碳轉化為碳水化合物，同時放出氧氣。然而，任何一片綠葉都能做的這種最簡單最普通的「工作」，對於科學家而言卻是最具挑戰的課題。科學家們一直希望構建一個利用太陽能直接全分解水並放出氧氣和氫氣的人工光合作用系統，讓高能量的氫氣燃燒後生成水，讓人類能夠使用清潔能源。

　　李燦團隊提出了複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複合雜化體系，以實現太陽能到化學能的高效轉化，並揭示自然光合體系的奧秘。圍繞這一理念，團隊先後構建了雜化體系，實現了高效產氫、氫轉移及二氧化碳加氫等還原反應，為發展全分解水體系奠定了基礎。

　　團隊利用光合酶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的自組裝成雜化光合體系，在可見光照射下實現了分解水生產氫氣和氧氣。他們將裝有催化劑的燒瓶置於戶外陽光下，就可以分解水放出氫氣。

　　有關專家認為，這項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思路。

　　（原載於《科技日報》 2014-08-23 01版）

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