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人工光合太阳能燃料从理想“照”进现实

日期:2015/1/28    来自:大乐透省太阳能应用工程技术学会   作者:Admin
 

    从中科院大连化物所获悉,该所由中科院院士李灿和百人计划学者陈钧研究员负责的人工光合研究项目实现了利用太阳光分解水制氢气和氧气的反应,使利用人工光合系统生产洁净太阳能燃料的构想成为可能。相关研究成果已经发表在近期的《自然通讯》(naturecommunication)上,这是国际上首例研制出自然人工杂化光合系统实现太阳能分解水制氢气和氧气的研究报道。

    随着全球化石能源逐渐枯竭,人们越来越期待洁净、可再生的新能源的出现。取之不尽,用之不竭的太阳能是众所瞩目的新能源翘楚。在科学家的眼中,树叶进行的光合作用是利用太阳能的高手,人类赖以生存和发展所需的氧气、食物和能源都来自于自然界的光合作用。如果能构建出高效的人工光合系统生产洁净的太阳能燃料,例如氢气,能源问题就能得到根本性解决。

    李灿院士介绍说,绿色植物的光合作用实质上就是将太阳能转化为化学能储存起来。绿叶中的光合作用酶吸收太阳光,将水和二氧化碳转化为碳水化合物,同时放出氧气。叶绿体中类囊体膜上的光系统(psipsii)酶在光电转换中扮演着重要角色,是光合作用中吸收光能和光电转换的重要机构。由此,他与陈钧研究员合作,提出自然光合和人工光合的复合杂化体系的理念,并已先后实现高效产氢、氢转移及二氧化碳加氢等还原反应。建立自然光合和人工光合的复合体系,利用太阳能直接全分解水放出氧气和氢气。其中高能量的氢气燃烧后生成水,整个体系清洁可生。

    记者了解到,李灿院士团队最新研究成功地构建了植物psii酶和半导体光催化剂的自组装成光和体系,将装有催化剂的烧瓶置于户外阳光下,可以分解水释放氢气。该研究为进一步构建和发展自然人工杂化的太阳能高效光合体系提供了原初的思路。

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