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新人工光合作用系統(tǒng)效率為目前的十倍

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

作者：科技日?qǐng)?bào)

時(shí)間：2022-11-24 09:44:30

美國(guó)芝加哥大學(xué)化學(xué)家在最新一期《自然·催化》雜志上發(fā)表論文稱(chēng)，他們研制出了一種新型人工光合作用系統(tǒng)，效率是現(xiàn)有系統(tǒng)的10倍。盡管最新方法離高效生產(chǎn)出汽車(chē)燃料還有很長(zhǎng)一段路要走，但它為科學(xué)家提供了一個(gè)新的探索方向，并有望在短期內(nèi)應(yīng)用于制藥原料及尼龍等多種化學(xué)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

與利用二氧化碳和水產(chǎn)生碳水化合物的常規(guī)光合作用不同，人工光合作用可以產(chǎn)生乙醇、甲烷或其他燃料。在自然界中，光合作用由幾個(gè)非常復(fù)雜的蛋白質(zhì)和色素聯(lián)合執(zhí)行，它們吸收水和二氧化碳，分解分子，重新排列原子，形成碳水化合物。為對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，研究團(tuán)隊(duì)在新人造光合作用系統(tǒng)中加入了氨基酸。

研究團(tuán)隊(duì)將金屬有機(jī)框架（MOF）設(shè)計(jì)為單層，以便為化學(xué)反應(yīng)提供最大的表面積，并將所有物質(zhì)浸入一種溶液內(nèi)，溶液中含有一種鈷化合物，以傳遞電子。最后，他們?cè)贛OF中添加了氨基酸，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以觀察哪種氨基酸效果最好。

研究表明，在分解水的過(guò)程，以及向二氧化碳中添加電子和質(zhì)子的過(guò)程中，氨基酸都有助于提高反應(yīng)效率。盡管人工光合作用的性能有顯著的提高，但要想產(chǎn)生足夠的燃料供廣泛使用，還有很長(zhǎng)的路要走。

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