滚动记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉，中国科学院院士，中国科学院大化研究所所长李灿在光电催化分解水制氢方面取得新进展受自然光合作用Z机制的启发，团队实现了高效的光电催化全分解水过程，产氢效率为4.3%，是目前文献报道的最高效率
据报道，该研究为利用匹配能级的多媒体调控仿生策略，合理设计和组装高效的人工光合作用系统提供了一种新思路和有效方法相关研究最近发表在《美国化学会志》
自然光合作用有两个光学系统，即光学系统和光学系统自然光系统利用光能裂解水分子，释放电子和质子进行光合作用，而光系统利用太阳能合成富能物质进行光合作用暗反应因为这两个系统在能量坐标上表示成Z，所以称为Z机制自然光合作用的z机制是将光能转化为化学能的重要途径，可以实现光生电荷的高效分离和能量的高效转移
此前，李灿团队通过模拟自然光系统中关键组分的重要功能，构建了一个高效的光电催化水氧化体系，发现部分氧化的石墨烯可以作为光俘获材料和水氧化催化剂之间的电荷转移介质，其功能与自然光系统中的酪氨酸相似。
据介绍，该研究团队基于自然光合作用原理，采用多媒体调控策略，成功实现了受自然光合作用Z机制启发的高效全分解水的光电催化过程通过耦合无机氧化物基光阳极，有机聚合物基光电阴极和多种电荷传输介质，该团队组装了一个高效的无偏全分解水光电化学电池研究发现，该体系中的有机聚合物具有离散能级特性，使得有机光电阴极和无机光阳极的光谱吸收具有较好的互补性，大大提高了太阳能的利用率
此外，在光捕获材料和电子受体/供体之间构建了包含多种电荷传输介质的仿生电荷传输链在电化学电位梯度的驱动下，光生电子通过这些电荷转移介质有效转移，提高了电荷转移速率，降低了电荷复合速率，从而实现了高效的电荷分离和转移
