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我實現(xiàn)太陽光分解水制氫氣和氧氣

  • 發(fā)布時間：2014-08-23 01:30:50  來源：科技日報  作者：佚名  責任編輯：羅伯特

　　■最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

　　科技日報訊 （記者李大慶）記者從中科院大連化學物理研究所獲悉，該所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室及潔凈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(xiàn)了利用太陽光分解水制氫氣和氧氣的反應。相關(guān)研究成果發(fā)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、食物和能源都來自于自然界的光合作用。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(zhuǎn)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”，對于科學家而言卻是最具挑戰(zhàn)的課題?？茖W家們一直希望構(gòu)建一個利用太陽能直接全分解水并放出氧氣和氫氣的人工光合作用系統(tǒng)，讓高能量的氫氣燃燒后生成水，讓人類能夠使用清潔能源。

　　李燦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(yōu)勢，建立自然光合和人工光合的復合雜化體系，以實現(xiàn)太陽能到化學能的高效轉(zhuǎn)化，并揭示自然光合體系的奧秘。圍繞這一理念，團隊先后構(gòu)建了雜化體系，實現(xiàn)了高效產(chǎn)氫、氫轉(zhuǎn)移及二氧化碳加氫等還原反應，為發(fā)展全分解水體系奠定了基礎(chǔ)。

　　團隊利用光合酶PSII和人工光催化劑的優(yōu)勢，構(gòu)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(xiàn)了分解水生產(chǎn)氫氣和氧氣。他們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。

　　有關(guān)專家認為，這項研究為進一步構(gòu)建和發(fā)展自然—人工雜化的太陽能高效光合體系提供了思路。

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