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人造光合作用?或將成為未來人類新能源

在植物光合作用中,綠色植物樹葉包含著數百個色素分子,能夠在特定波長範圍內吸收光線。但是在這種最新的人造光合作用中,超分子而是使用光催化劑,該物質能夠加速光線吸收時的化學反應。

據外國媒體報道,科學家最近開發了一種人造光合系統,將光能轉化為氫燃料。

光合作用是一種化學過程,在植物生長過程中將光能、二氧化碳和水轉化為葡萄糖,同時在過程中釋放氧氣。在植物光合作用過程中人工繁殖的研究人員已經遇到了挑戰,但是最新的研究涉及到「超分子」使用光製造氫,將來有一天可以用作燃料。

光合作用是植物從光中獲取的能量,綠葉含有數百種色素分子(葉綠素)和其他分子,它們可以在特定的波長下吸收光。人工光合作用需要一個分子系統,能夠吸收光、轉化和分離電荷,同步驅動燃料進行反應,能有效地將光能轉化為化學能。

美國能源部(doe)布魯克海文國家實驗室和維吉尼亞理工大學的研究人員設計完成超分子的工作,超分子是基於光催化劑,在吸收光時加速化學反應。

光催化劑由一個由釕金屬離子組成的光聚集中心,它連接到一個由銠組成的催化劑中心。橋分子將兩個金屬過渡電子從魯斯-銠-銠催化劑連接到製造氫氣。研究人員創造了兩種超級分子,一種是六種釕金屬中心,一種只有三種釕金屬中心。

他們發現有6個釕金屬中心能吸收更多的光製造氫燃料,並維持一個長期穩定狀態,可持續10小時,相比之下,有3個超分子釕金屬中心只能維持4個小時的穩定狀態。

擁有6個魯斯-金屬中心的超級分子的表現很好,因為它的電子比它小得多,這意味著它需要接收更多的電子,而不是那些較小的電子。研究人員注意到,最新發現的超級分子如何工作,將進一步研究光聚集分子。


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