研究实现高效太阳能光电催化辅酶再生_SOLARZOOM光储亿家
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研究实现高效太阳能光电催化辅酶再生
  • 2024-06-12 13:47:14
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  • 来自:中国科学报

  近日,中国科学院大连化学物理研究所李灿院士、丁春梅副研究员等通过耦合硫化镍电催化剂和分子催化剂,实现同时高效光电催化NAD(P)H辅酶再生,并揭示了其中的协同质子耦合电子转移机制,仿生模拟了酶催化NAD(P)+还原功能等。相关成果发表于《美国化学会志》。

  

  自然光合作用中,光系统II将水氧化,产生的电子和质子在光系统I末端的FNR酶催化作用下被储存为NADPH还原力和ATP能量货币,进而实现酶催化二氧化碳还原等暗反应。李灿团队师法自然,长期致力于光催化和光电催化人工光合成研究,提出“人工光反应+仿生暗反应”的人工光合成策略,通过光反应将能量储存在电荷传输媒介分子或离子中,与下游暗反应耦合,以实现高值化学品或太阳燃料的可控合成。

  

  NAD(P)H辅酶是重要的电荷传输介质和能量载体,NAD(P)H给出电子和质子后自身变为氧化态NAD(P)+,如何通过人工催化实现高效NAD(P)H再生循环一直是个难题。

  

  团队通过耦合硫化镍电催化剂和均相Rh分子催化剂,发现硫化镍作为协同质子耦合电子转移媒介体可促进Rh-H活性物种形成,巧妙模拟了酶催化NADP+还原的功能和机制,实现同时高活性、高选择性光电催化NAD(P)H再生,1,4-NAD(P)H选择性大于99%,转化率100%。

  

  基于此,团队建立了通过耦合质子还原电催化剂(硫化物或金属)和均相分子催化剂进行高效光电催化NAD(P)H再生的普适性策略,并验证了光电催化再生的NAD(P)H可用于氢化暗反应。

  

  这一成果为后续耦合酶催化暗反应、构建集成人工光合成体系奠定了重要基础。

【责任编辑:sunnyz】
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关键字阅读: 太阳能光电 辅酶再生
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