复合人工光合作用体系研究取得新进展

　　人工模拟光合作用光催化制氢及CO2还原是解决能源及环境问题的途径之一，受到国际社会的广泛关注。如何构建既高效又稳定的人工光合作用体系是科学家亟待解决的难题。自然光合作用及传统均相光催化体系多采用分子光敏剂，但它们一般吸光范围窄，只能吸收特定波长的光且光热稳定性差。为解决这一难题，李灿团队提出复合催化剂理念，即以半导体纳米粒子作吸光组分，以光合模拟酶等分子催化剂做助催化剂，光生电子由半导体向分子助催化剂高效转移，在分子助催化剂上完成产氢及CO2还原等反应。半导体作为吸光组分具有吸收光谱连续、吸光范围宽且相对稳定等优点，如能与模拟氢化酶等分子助催化剂组成复合体系，将大大提高人工光合作用体系光利用率及稳定性。

　　该文章围绕以半导体做吸光组分，以分子催化剂做助催化剂这一复合人工光合作用体系理念，总结了在这个研究方面所取得的进展。大量实验结果表明，复合人工光合作用体系切实可行且效果显著，复合体系在产氢、氢转移及CO2还原等多种反应中均表现出较高活性及稳定性。以半导体为吸光组分，有助于提高人工光合作用体系的光利用率及稳定性，以模拟氢化酶等分子催化剂为助催化剂可有效促进电荷分离，且其确定的分子结构为研究反应机理提供了可能，对揭示自然光合作用反应过程具有重要意义。