本文686字，阅读约需2分钟

摘要：研究小组在常温、常压和中性条件下的蒸馏水中制备了廉价、丰富且易于处理的ZnO/CuO NFRs，作为用于无机-生物杂化型人工光合系统的光催化电极，光电化学产氢率为0.63µmol/cm2/天。

关键词：人工光合作用、光催化电极、ZnO/CuO NFRs、无机-生物杂化型人工光合系统、微生物催化剂

日本北海道大学的研究小组利用简单且环保的电偶水下晶体光合作用（G-SPSC）方法，成功制备光催化电极ZnO/CuO纳米复合材料（nanoforests，NFRs），并首次测量了ZnO/CuO NFRs的光电化学产氢率和对微生物的生长抑制作用。

在实现脱碳社会成为当务之急的现今，不仅需要减少二氧化碳的排放，还需要重视固碳和资源再利用。

作为一种从无穷无尽的自然资源（如水、CO₂和太阳光）中合成有价物的新型人工光合技术，无机-生物杂化型人工光合系统结合了通过利用光能的光水解反应产生氢气（2H⁺+2e^–）的光催化剂，以及还原二氧化碳并合成有价物的微生物催化剂，受到了人们的广泛关注。

与仅使用光催化剂驱动反应的人工光合作用相比，由于该系统使用具有自我增殖能力的微生物作为催化剂，因此具有成本低廉、选择性高和能够产生目标物质等优点，且由于部分利用了生物反应，因此也被称为半人工光合作用。

研究小组进一步改进了环保型G-SPSC方法，在常温、常压和中性条件下的蒸馏水中制备了廉价、丰富且易于处理的ZnO/CuO NFRs，作为用于该无机-生物杂化型人工光合系统的光催化电极。

所制备的ZnO/CuO NFRs的光电流值为-2.9mA/cm²，比之前报道的具有类似纳米结构的ZnO/CuO复合材料的光电流值高出三倍多。此外，公布光电化学产氢率为0.63µmol/cm²/天，这是首次公布ZnO/CuONFRs的光电化学产氢能力。

当使用ZnO/CuO NFRs作为无机-生物杂化型人工光合系统中的光阴极时，对微生物的影响是一个重要的考虑因素。因此，研究小组通过实验评估了对大肠杆菌（Escherichia coli）的生长抑制效果，结果发现，通过将电极电位控制在0Vvs.RHE，可以防止Cu²⁺溶出引起的微生物生长抑制。

此次研究成果首次阐明了ZnO/CuO NFRs可以作为无机-生物杂化型人工光合系统的光电阴极，因此距离实现目标又近了一步。

（1）获取原文

如需原文相关信息，请联系邮箱：info@aipatent.com（请注明“获取XX资讯原文信息”）

（2）征稿启事

应部分读者建议，本公众号现开放投稿，面向企业及科研机构人员征集稿件，可以分享技术信息、学术类论文、科研成果以及研究见解等。

投稿请发送至邮箱：support@aipatent.com（请注明“AIpatent公众号”来稿）

（3）资讯定制

我们是专注于国际技术转移的服务商，致力于将日本及其他国家的先进技术引入中国。如有海外先进技术资讯定制需求，请联系邮箱：info@aipatent.com（请注明“资讯定制”）

语智海报.png

北海道大学：制作环保型光催化电极并评估其性能