據美國每日科學網報道，由澳大利亞莫納什大學領導的一支國際科學家小組利用在植物中發(fā)現(xiàn)的化學物質來復制光合作用的關鍵過程，為利用陽光將水分解成氫和氧開辟了一條新途徑。此技術性突破可以革新再生能源行業(yè)的制氫工藝，從而可以利用陽光來大規(guī)模生產清潔的綠色能源――氫氣。
植物在光合作用過程中，可利用太陽光將水分解為活潑的氫和氧，再利用活潑氫同二氧化碳作用合成有機物。莫納什大學的利昂·斯皮西亞教授、羅賓·布里姆布來可比先生和安妮特·可羅和澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織（CSIRO）的格哈德·斯偉格斯以及美國普林斯頓大學的查爾斯·迪斯莫克斯共同開發(fā)了一個系統(tǒng)，此系統(tǒng)由一層涂層組成，里面可以注入錳，而錳是維持植物光合作用的基本化學物質。
斯皮西亞教授說：“我們已經復制出了自然的光合作用過程，采用植物進化了30億年的光合作用的化學物質和機理，在實驗室再造了這些過程之一。錳簇是植物利用水、二氧化碳和陽光制造碳水化合物和氧氣的中心樞紐。查爾斯·迪斯莫克斯不久前已經開發(fā)出這種人造錳簇，我們將它發(fā)揚光大，利用這些分子的能力將水分解成氫和氧。當我們將一層質子導體――Nafion薄膜覆蓋在一個電極上形成一層僅幾微米厚的聚合體膜時，此技術突破出現(xiàn)了。這層聚合體膜充當錳簇的載體。錳在正常情況下不溶解于水，但可以和Nafion薄膜小孔中的催化劑結合，形成不易分解的穩(wěn)定結構，當水到達此催化劑時，在陽光的照射下就會發(fā)生氧化反應?！?/span>
這一產生質子和電子的“氧化”水的過程可以將水變成氫氣而不是植物所產生的碳水化合物。斯皮西亞教授說：“人類利用化學過程將水分解成氫和氧已經有很多年了，但我們首次利用陽光來做同樣的事情?！?/span>
初步測試表明此催化劑連續(xù)使用3天之后還有活性，由此分解出來的氫氣和氧氣可以在燃料電池中結合成水，產生電力供住宅和電動車全天24小時使用，且不排放碳而是排放水。斯皮西亞教授表示此系統(tǒng)的效率還有待提高，但這一技術突破具有巨大的潛在價值?！拔覀冃枰坏玫貜淖匀唤缰袑W習，因此我們能使這一過程更加高明。氫氣被認為是理想的清潔綠色能源，能效高且沒有碳排放。而此過程生產氫氣只需水和陽光，就能源源不斷地提供大量的綠色能源，供未來社會使用。”
此研究成果發(fā)表在8月刊的科學雜志德國《應用化學國際版》上。
