记者昨天从中国科学院大连化学物理研究所获悉，该所率先构建了太阳能光催化全分解水杂化体系，实现了太阳光下的全分解水反应。相关研究结果发表在近期的《自然—通讯》期刊上。这是国际上第一例在自然和人工光合杂化体系上实现太阳能全分解水制氢的研究报道。

这个名为人工光合研究的项目，由催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室李灿院士和中科院“百人计划”学者陈钧研究员负责。该研究将大自然植物叶片上含量丰富的光合作用酶PSII和人工半导体纳米光催化剂耦合，在世界上首先研制出自然-人工杂化光合系统，实现太阳能分解水制氢气和氧气，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始思路。

目前，全球生态环境不断恶化，化石能源逐渐枯竭，各国科学家把目光聚集到洁净、可再生的新能源开发和利用上，尤其是盯上了“取之不尽，用之不竭”的太阳能。科学家们认为树叶进行光合作用，是利用太阳能的“高手”，如果能构建利用太阳能直接全分解水放出O2和H2的人工光合作用系统，高能量的H2燃烧后生成水，整个体系清洁可再生，这是人类解决能源问题最为理想的途径，也是当今世界科学界面临最具挑战的课题。

实现水分解反应的关键是构建高效的光催化体系。大部分人工光催化剂体系的催化剂活性比自然光合体系的催化活性低，尤其是水氧化助催化剂（一般比自然光合体系PSII中CaMn4O5簇的活性低3~4个数量级），但自然光合体系的捕光范围和稳定性不如基于无机半导体的人工光合体系优越。基于此，李灿团队提出了复合人工光合体系的理念，试图杂化集成两种体系的优势，建立自然光合和人工光合的复合杂化体系，以期实现太阳能到化学能的高效转化，并揭示自然光合体系的奥秘。围绕这一理念，他们先后构建了杂化体系实现了高效产氢、氢转移及CO2加氢等还原反应。

来源：化工热线