中大新聞網(wǎng)訊（通訊員葉宇昕）太陽(yáng)能到化學(xué)能的人工轉(zhuǎn)化是應(yīng)對(duì)全球能源危機(jī)的重要途徑之一。然而，自然條件下的太陽(yáng)能?化學(xué)能轉(zhuǎn)化效率卻難以與自然界中太陽(yáng)能?生物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率匹敵。此外，現(xiàn)有的太陽(yáng)能?化學(xué)能轉(zhuǎn)化體系，如水光解制備氫氣，還由于水中溶解氧的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，以及生產(chǎn)的氫氣所存在的遇氧爆炸的安全隱患，無(wú)法在敞開(kāi)環(huán)境中運(yùn)行。
針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院歐陽(yáng)鋼鋒教授課題以過(guò)氧化氫作為儲(chǔ)能物質(zhì)，通過(guò)仿照綠色植物光合作用中的電子儲(chǔ)存過(guò)程，大幅延長(zhǎng)了光生載流子的壽命，實(shí)現(xiàn)了自然條件下高效的太陽(yáng)能?化學(xué)能人工轉(zhuǎn)化。在自然條件下，過(guò)氧化氫產(chǎn)率高達(dá)909 μmol·g-1·h-1，太陽(yáng)能到過(guò)氧化氫的轉(zhuǎn)化率為0.26%，首次高于綠色植物的平均光合作用效率（0.1%）。同時(shí)，由于過(guò)氧化氫是一種清潔的強(qiáng)氧化劑，其原位低成本的高效制備，為其在污染水體原位處理的應(yīng)用方面奠定了基礎(chǔ)。
圖1（A）綠色植物的電子轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存策略；（B）仿照綠色植物光合作用所發(fā)展的電子轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存策略
上述研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、廣東省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助和中山大學(xué)測(cè)試中心的支持。相關(guān)研究成果以“自然環(huán)境下高達(dá)0.26%的太陽(yáng)能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)換（A solar-to-chemical conversion efficiency up to 0.26% achieved in ambient conditions）”為題，于2021年11月8日在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際知名綜合期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》（Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America），中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士后葉宇昕為論文第一作者，歐陽(yáng)鋼鋒教授為通訊作者。
