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    人工光合研究项目取得重要进展：将大自然植物叶片上含量丰富的“光系统酶II”和人工半导体纳米光催化剂耦合构建出杂化光合系统，实现了利用太阳光分解水制氢气和氧气的反应，该反应是实现太阳能转化利用生产洁净燃料氢气的理想途径。该项目由中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室、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。相关研究成果发表在近期的《自然-通讯》期刊上。这是国际上首例研制出“自然-人工”杂化光合系统实现太阳能分解水制氢气和氧气的研究报道。

    在化石能源逐渐枯竭和全球生态环境恶化的双重压力下，人们把目光聚集到洁净、可再生的新能源的开发和利用上，尤其是“取之不尽，用之不竭”的太阳能，成为众所瞩目的新能源翘楚。在科学家的眼中，树叶进行的光合作用是利用太阳能的“高手”。人类赖以生存和发展所需的氧气、食物和能源都来自于自然界的光合作用。人们期望从光合作用的机制中得到启发，构建出高效的人工光合系统，生产洁净的太阳能燃料（例如氢气），能源问题就能得到根本性解决。

    绿色植物的光合作用实质上就是将太阳能转化为化学能储存起来。绿叶中的光合作用酶吸收太阳光，将水和二氧化碳转化为碳水化合物，同时放出氧气。叶绿体中类囊体膜上的光系统(PSI，PSII)酶在光电转换中扮演着重要角色,是光合作用中吸收光能和光电转换的重要机构，PSII利用太阳能将水分解放出氧气，产生的电子经过PSI后去还原CO2生成碳水化合物。然而，太阳能光催化分解水制氢是科学界最具挑战的课题之一，受到世界各国科学家越来越广泛的重视。长期以来科学家们不断的认识和学习自然光合作用并获得了很大的启示:希望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，是人类解决能源问题最理想的途径。

    大连化物所李灿院士团队提出了复合人工光合体系的理念，试图杂化集成自然和人工光合体系的优势，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。围绕这一理念已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，受邀在AccountsofChemicalResearch上发表，阐述了复合人工光合作用体系的科学意义和构建策略，为发展全分解水体系奠定了基础。

    最近的研究进展结合光合酶PSII和人工光催化剂的优势，构建了植物PSII酶和半导体光催化剂（例如，Ru/SrTiO3:Rh）的自组装成杂化光合体系，以无机离子[Fe(CN)63-/Fe(CN)64-]对由自然酶PSII向人工Ru/SrTiO3:Rh催化剂传递电子，在可见光照射下实现了以化学计量比分解水生产氢气和氧气（即：2H2OO2+2H2）。而且将装有催化剂的烧瓶置于户外阳光下，就可以分解水放出氢气。研究还发现PSII的膜片段可以通过自组装的方式结合在无机催化剂表面，PSII氧化水产生的电子通过界面处传递离子对将电子转移到半导体催化剂表面参与质子还原产氢反应。

    该研究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初的思路。