北京時間6月9日消息，據(jù)國外媒體報道，目前，科學(xué)家最新研制一種人造光合作用系統(tǒng)，可以將光能轉(zhuǎn)變成為氫燃料。光合作用是植物生長過程中轉(zhuǎn)變光能、二氧化碳和水成為葡萄糖的一個化學(xué)過程，同時過程中釋放氧氣。
研究人員在人工復(fù)制植物光合作用的過程中曾遇到了挑戰(zhàn)，但是涉及"超分子"的最新研究使用光線制造氫氣，未來有一天可作為燃料使用。
光合作用是植物從光線中收獲能量，綠色葉片包含著數(shù)百種色素分子(葉綠素和其它分子)，它們在特定波長下可以吸收光線。人工光合作用需要一個分子系統(tǒng)，能夠吸收光線、轉(zhuǎn)換和分離電荷，同步驅(qū)動燃料制造反應(yīng)，能夠有效地將光能轉(zhuǎn)變成為化學(xué)能。
美國能源部布魯克黑文國家實驗室和弗吉尼亞理工學(xué)院的研究人員設(shè)計了能夠完成這些工作的一種超分子，這種超分子是基于光催化劑，能夠在吸收光線時加速化學(xué)反應(yīng)。
光催化劑包含著釕金屬離子構(gòu)成的光采集中心，連接至銠離子構(gòu)成的單個催化劑中心。這種過橋分子連接釕至銠催化劑的兩種金屬過渡電子，從而制造出氫氣。研究人員制造出兩種類型的超分子，一個具有6個釕金屬中心，一個僅有3個釕金屬中心。
他們發(fā)現(xiàn)具有6個釕金屬中心的超分子能夠吸收光線制造更多的氫燃料，并且保持長期穩(wěn)定狀態(tài)，可持續(xù)10個小時，相比之下，具有3個釕金屬中心的超分子僅能持續(xù)4個小時的穩(wěn)定狀態(tài)。
具有6個釕金屬中心的超分子表現(xiàn)優(yōu)異是由于它的電子性略差一些，意味著它比小分子需要接收更多的電子。研究人員指出，這項研究超分子如何工作的最新發(fā)現(xiàn)將促進(jìn)光采集分子的進(jìn)一步研究。
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