东京工业大学理学院的前田和彦副教授等人开发出一种能够实现“人工光合作用”的复合材料，该复合材料通过使用氧化物纳米薄片和染料分子，将太阳能转换为化学能。

在钌络合物吸附体HCa₂Nb₃O₁₀纳米薄片上制氢的设计插图

（图片来自雅虎）

该复合材料是一种在可见光照射下能够将水分解为氢气和氧气的光催化剂，其催化性能是现有催化剂的245倍，且不产生二氧化碳。

在此之前，前田副教授等人已经开发出一种在氧化物纳米薄片的堆叠空间中包含有铂纳米颗粒的结构体，并发现该结构体是一种可以在紫外线照射下进行高效水解的光催化剂。

在本次开发的复合材料中，具有高可见光吸收率的钌染料被吸附在相似结构的纳米薄片上。利用该复合材料，能够促进电子移动，而且在可见光的照射下能够将水完全分解为氢气和氧气。

该复合材料的周转频率（表示催化性能）达到每小时1960次，是现有催化剂的245倍，外部量子产率（表示光化学反应中光量子的利用率）为420纳米（纳米为十亿分之一），达到世界最高值的2.4%。

通过研究吸收可见光的染料的分子设计，有望提高染料敏化光催化剂的性能。

本研究成果由东京工业大学与美国宾夕法尼亚大学、日本产业技术综合研究所、日本物质材料研究所、以及新潟大学共同研究所得。

用于“人工光合作用”的复合材料：光催化性能是现有催化剂的245倍