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。TTFtianxiankeyizhuliuzaikaojinshuixiangdeyouxiangzhong，zainalitiqushuiyanghuachanshengdezhizi。jiuxiangziranjiedeguanghezuoyongyiyang，shuangxiangxitongkeyiyouxiaodifenlifanyingwuhechanwu。

TTF僅由碳、硫(liu)和(he)氫(qing)原(yuan)子(zi)組(zu)成(cheng)，這(zhe)些(xie)原(yuan)子(zi)都(dou)是(shi)廣(guang)泛(fan)存(cun)在(zai)的(de)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)這(zhe)種(zhong)新(xin)方(fang)法(fa)也(ye)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)和(he)可(ke)持(chi)續(xu)性(xing)，因(yin)為(wei)它(ta)不(bu)需(xu)要(yao)任(ren)何(he)貴(gui)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)
，如(ru)鉑(bo)或(huo)銥(yi)。

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