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祝賀大連化學物理研究所文章發表于《德國應用化學》

更新時間:2019-03-05   點擊次數:1410次

中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室、潔凈能源國家實驗室(籌)研究員李燦(中科院院士)、王旺銀等人在人工-自然耦合光合水分解系統的設計及構建研究方面取得進展,研究結果以“Hot Paper的形式發表在《德國應用化學》Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/anie.201604091)上

太陽能光催化分解水制氫是科學界有挑戰性的課題之一。構建自然光合和人工光合耦合體系可集成兩種系統的優勢,有望實現水分解反應,相關研究具有重要的科學意義。在前期研究中,李燦研究組提出了自然人工雜化人工光合體系的理念,構建了植物光合系統IIPSII酶和半導體粉末光催化劑的自組裝雜化光合體系,在上實現該類雜化體系光催化化學計量比全分解水反應(Nat.Commun.2014, 5, 4647)。

  在研究中,該團隊發展了新型的光催化-光電催化Z-scheme設計,并基于此設計將生物光合酶PSII和硅基光化學電池耦合構建了全新的自然-人工光合雜化系統。該系統不僅可以實現太陽能驅動下*分解水反應(即:2H2O=O2+2H2),而且H2O2自然分離,避免了傳統Z-scheme設計中H2/O2難以分離的問題;疊層設計實現了人工系統對短波段、自然系統對長波段太陽能的互補吸收,大大提高了太陽能利用效率和系統穩定性。該研究為進一步發展自然-人工雜化太陽能光合體系提供了新的思路。同時,該工作也是繼太陽能H2S資源化轉化研究后(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53: 4399-4403.;Energy Environ. Sci. 2014, 7: 3347-3351)在耦合型太陽能轉化系統設計及構建方面取得的新進展,顯示了構建耦合型系統在太陽能轉化利用中的優勢及巨大潛力。

  該研究工作得到了科技部“973”項目、國家自然科學基金委、教育部能源材料化學協同創新中心(2011·iChEM)和青年項目的資助。

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