在長期研究植物光合作用的基礎上，浙江農林大學的李華豐、白麗群和河南大學的馬鵬濤合作，設計了一種雙功能人造樹葉并構建了光轉化全反應體系。在光照條件下，該新型人造樹葉可充分發揮纖維素定向電子傳遞作用與多金屬氧酸鹽電子儲存功能，實現電荷快速分離、電荷儲存與生物質能源高效轉化。日前，相關研究成果發表于《化學工程期刊》。
人造樹葉能源轉化技術是近年來發展起來的一種新型能源生產儲存技術。此前研發的各種人造樹葉僅能在光敏劑和犧牲劑共同參與下發生氧化或還原半反應，反應速率緩慢且反應體系復雜。
與已報道的人造樹葉相比，此次研究人員研發的新型雙功能人造樹葉具有一系列新優勢：實現了氣液、液液、氣氣多相結合催化反應體系的構建；獨立的氧化和還原反應體系，反應速率是混合體系的2.7倍，并牽制了電子進行定向移動，電荷分離效率提高2.8倍；使用壽命延長，相當于毛泡桐樹葉壽命的1.8倍，并且在極端環境條件下仍能進行光合作用，其“工作”溫度在-20℃至120℃之間。
將太陽能轉化為可儲存的二次能源是可持續能源技術的核心概念，此前的能源儲存主要集中在化學品的轉化，而將太陽能儲存在人造樹葉中實現“按需”轉化的相關報道極少。“生活中，樹葉只能在光照下進行光合作用。我們研發的人造樹葉不僅能夠在光照下進行光合作用，而且可以儲存多余的太陽能，在黑暗的條件下釋放能量，繼續進行光合作用。”李華豐說。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153637
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