近日，我组在太阳能自然-人工光合作用杂化体系分解水制氢的研究中取得新进展，研究成果以全文形式发表在Energy Environ. Sci.(DOI: 10.1039/C6EE03401B)期刊上。
人工光合成太阳能分解水制氢是科学界最具有挑战性的课题之一。而自然光合作用是转化太阳能到化学能的典范，其科学原理可以启发人工光合成太阳燃料体系的发展。李灿院士团队提出了构建自然-人工光合杂化体系的理念，结合自然光合（光驱动水氧化酶PSII）和人工光合成的优势实现太阳能全分解水反应（Nat. Commun., 2014, 5, 4647; Angew. Chem. Int. Ed., 2016,55,9229），进一步认识和理解了自然和人工光合成体系的基本科学问题。
在本工作中，该团队从自然光系统PSII和PSI之间电子传递链的原理获得启发，在杂化体系中引入了两对氧化还原电对，并借鉴液体电池的原理，成功构筑了自然体系和人工光阳极之间有效的电子传递链，实现了太阳光驱动完全分解水。合理设计杂化光电池从CdS到PSII的叠层太阳能吸收，避免了PSII在短波长下的光破坏，提高了太阳能吸收效率。在AM-1.5G 模拟太阳光下取得了0.34%的太阳能到氢能转化效率，H2和O2自然分离。该研究为构建高效人工光合成分解水体系提供了的新的思路。
该研究工作得到了科技部973项目、国家自然科学基金委和教育部能源材料化学协同创新中心（iChEM）的资助。(文/图李真王旺银)
