EPFL開發出人工光合作用製氫新方法

據國外媒體報道：瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的化學工程師們開發了一種新的人工光合作用方法
，該方法利用收集的太陽能，從水中產生氫氣作為清潔燃料。

生產氫氣的一種方法是“水分離”，即水分子被分解成分子氫和氧。在人工光合作用中，光被吸收以產生分解水分子所需的能量。人工光合作用裝置的經典設計相對簡單：一個被稱為天線的吸光染料
，加上一個分離電荷的半導體（陽極和陰極）
，以及一個驅動水還原-氧化反應的電催化劑。然而，這個過程過於緩慢，用可見光（如太陽光）進行水分離仍然是人工光合作用的一個瓶頸。

EPFL Hubert Girault實驗室的一項研究
，為人工光合作用提供了一種新方法。這項工作已經發表在《美國化學學會金刊》（JACS Au）上。這項研究中，研究人員用一種簡單的有機分子
，即四硫代富勒烯（TTF）對水進行了光氧化，結果表明，TTF鹽可以自組裝成微棒
，作為天線來捕捉可見光，並作為電子泵將水氧化成氧氣。通常情況下，這是一個緩慢的、多步驟的反應，但是TTF鹽分子的堆疊可以捕獲氧化一個水分子所需的四個電子。

研究人員還使用了油包水乳液。TTF天(tian)線(xian)可(ke)以(yi)駐(zhu)留(liu)在(zai)靠(kao)近(jin)水(shui)相(xiang)的(de)油(you)相(xiang)中(zhong)，在(zai)那(na)裏(li)提(ti)取(qu)水(shui)氧(yang)化(hua)產(chan)生(sheng)的(de)質(zhi)子(zi)。就(jiu)像(xiang)自(zi)然(ran)界(jie)的(de)光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)一(yi)樣(yang)
，雙(shuang)相(xiang)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)分(fen)離(li)反(fan)應(ying)物(wu)和(he)產(chan)物(wu)。

TTF僅由碳、liuheqingyuanzizucheng，zhexieyuanzidoushiguangfancunzaide。zheyiweizhezhezhongxinfangfayejuyouchengbenxiaoyihekechixuxing
，yinweitabuxuyaorenheguijinshulizi，rubohuoyi。

文獻參考：Astrid J. Olaya, Julieta S. Riva, Dominika Baster, Wanderson O. Silva, François Pichard, Hubert H. Girault. Visible-Light-Driven Water Oxidation on Self-Assembled Metal-Free Organic@Carbon Junctions at Neutral pH. JACS Au 11 November 2021. DOI: 10.1021/jacsau.1c00408