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摘 要:2021年6月6日逝世的诺贝尔化学奖得主根岸英一(美国普渡大学特别教授)曾言:“通过人工实现植物光合作用是能够实现的”。根岸于2010年宣布召集120名以上日本化学研究人员开始进行“人工光合作用”研究,之后进行了各种各样的研究,截止目前已经过去了超过10年。随着全球“碳中和”运动的加速,为了减少各个领域的二氧化碳排放量,“如何不排放二氧化碳”备受关注。目前,正在研究通过“使用(吸收)”二氧化碳来减排的创新技术。其中一种方法便是上述“人工光合作用”。“人工光合作用”利用太阳能从水中生产清洁氢,将从工厂和发电厂等排放的二氧化碳转化为基础化学品(塑料等的原料)。“人工光合作用”研究取得了一系列成果,正进入实用化探索阶段。
关键字:人工光合作用、光催化剂、分离膜、合成催化剂、绿氢
自然界中的光合作用发生在称为“叶绿体”的植物细胞器中,其中阳光、水和二氧化碳是不可缺少的元素。在“人工光合作用”中,需要代替植物与太阳光反应以将水分解为氧气和氢气的“光催化剂”,仅提取出氢气的“分离膜”,以及促进氢气与二氧化碳结合来进行化学合成的“合成催化剂”(图1)。
图1:通过人工光合作用储存太阳能
近年来,人工光合作用备受期待,甚至被称为“梦寐以求的清洁能