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發(fā)布時(shí)間： 2014-08-20 15:38:25  |  來(lái)源： 中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)  |  作者： 辛聞  |  責(zé)任編輯： 王虔

關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能 中科院 水制氫氣 能源 清潔能源

戶外太陽(yáng)光下實(shí)現(xiàn)水分解制氫

大連化物所李燦院士團(tuán)隊(duì)提出了復(fù)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(yōu)勢(shì)，建立自然光合和人工光合的復(fù)合雜化體系，以期實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到化學(xué)能的高效轉(zhuǎn)化，并揭示自然光合體系的奧秘。圍繞這一理念已先后構(gòu)建了雜化體系實(shí)現(xiàn)了高效產(chǎn)氫、氫轉(zhuǎn)移及CO2加氫等還原反應(yīng)，受邀在Accounts of Chemical Research上發(fā)表，闡述了復(fù)合人工光合作用體系的科學(xué)意義和構(gòu)建策略，為發(fā)展全分解水體系奠定了基礎(chǔ)。

最近的研究進(jìn)展結(jié)合光合酶PSII和人工光催化劑的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建了植物PSII酶和半導(dǎo)體光催化劑（例如，Ru/SrTiO3:Rh）的自組裝成雜化光合體系，以無(wú)機(jī)離子[Fe(CN)63-/Fe(CN)64-]對(duì)由自然酶PSII向人工Ru/SrTiO3:Rh催化劑傳遞電子，在可見(jiàn)光照射下實(shí)現(xiàn)了以化學(xué)計(jì)量比分解水生產(chǎn)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(yáng)光下，就可以分解水放出氫氣。研究還發(fā)現(xiàn)PSII的膜片段可以通過(guò)自組裝的方式結(jié)合在無(wú)機(jī)催化劑表面，PSII氧化水產(chǎn)生的電子通過(guò)界面處傳遞離子對(duì)將電子轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體催化劑表面參與質(zhì)子還原產(chǎn)氫反應(yīng)。

該研究為進(jìn)一步構(gòu)建和發(fā)展自然-人工雜化的太陽(yáng)能高效光合體系提供了原初的思路。