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我组人工光合杂化体系分解水制氢研究取得新进展
我组人工光合杂化体系分解水制氢研究取得新进展
www.canli.dicp.ac.cn    发布时间:2017-02-22 19:00    栏目类别:新闻动态

    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)

 

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