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在長(zhǎng)期研究植物光合作用的基礎(chǔ)上，浙江農(nóng)林大學(xué)的李華豐、白麗群和河南大學(xué)的馬鵬濤合作，設(shè)計(jì)了一種雙功能人造樹(shù)葉并構(gòu)建了光轉(zhuǎn)化全反應(yīng)體系。在光照條件下，該新型人造樹(shù)葉可充分發(fā)揮纖維素定向電子傳遞作用與多金屬氧酸鹽電子儲(chǔ)存功能，實(shí)現(xiàn)電荷快速分離、電荷儲(chǔ)存與生物質(zhì)能源高效轉(zhuǎn)化。日前，相關(guān)研究成果發(fā)表于《化學(xué)工程期刊》。

人造樹(shù)葉能源轉(zhuǎn)化技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型能源生產(chǎn)儲(chǔ)存技術(shù)。此前研發(fā)的各種人造樹(shù)葉僅能在光敏劑和犧牲劑共同參與下發(fā)生氧化或還原半反應(yīng)，反應(yīng)速率緩慢且反應(yīng)體系復(fù)雜。

與已報(bào)道的人造樹(shù)葉相比，此次研究人員研發(fā)的新型雙功能人造樹(shù)葉具有一系列新優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)了氣液、液液、氣氣多相結(jié)合催化反應(yīng)體系的構(gòu)建；獨(dú)立的氧化和還原反應(yīng)體系，反應(yīng)速率是混合體系的2.7倍，并牽制了電子進(jìn)行定向移動(dòng)，電荷分離效率提高2.8倍；使用壽命延長(zhǎng)，相當(dāng)于毛泡桐樹(shù)葉壽命的1.8倍，并且在極端環(huán)境條件下仍能進(jìn)行光合作用，其“工作”溫度在-20℃至120℃之間。

將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的二次能源是可持續(xù)能源技術(shù)的核心概念，此前的能源儲(chǔ)存主要集中在化學(xué)品的轉(zhuǎn)化，而將太陽(yáng)能儲(chǔ)存在人造樹(shù)葉中實(shí)現(xiàn)“按需”轉(zhuǎn)化的相關(guān)報(bào)道極少?！吧钪?，樹(shù)葉只能在光照下進(jìn)行光合作用。我們研發(fā)的人造樹(shù)葉不僅能夠在光照下進(jìn)行光合作用，而且可以?xún)?chǔ)存多余的太陽(yáng)能，在黑暗的條件下釋放能量，繼續(xù)進(jìn)行光合作用?！崩钊A豐說(shuō)。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153637