據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月18日（北京時(shí)間）報(bào)道，韓國(guó)化學(xué)技術(shù)研究所和首爾梨花女子大學(xué)的新研究，證明石墨烯作為一種高效的光催化劑可使人工光合作用系統(tǒng)的效率提升，其同時(shí)展示了一個(gè)能直接將二氧化碳轉(zhuǎn)換成太陽(yáng)能化學(xué)物質(zhì)或太陽(yáng)能燃料的基準(zhǔn)實(shí)例。該研究刊登在最新一期的《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上。
人工光合作用系統(tǒng)可使太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，產(chǎn)生可再生、無(wú)污染的燃料及多種用途的化學(xué)品。開(kāi)發(fā)出一個(gè)高效的太陽(yáng)能燃料轉(zhuǎn)換過(guò)程非常具有挑戰(zhàn)性，盡管研究人員已經(jīng)演示了人工光合作用的可行性，但實(shí)現(xiàn)其高效率卻比較困難。此前曾嘗試用石墨烯半導(dǎo)體復(fù)合材料作為催化劑，但效率也較低。
新研究中，科學(xué)家使用石墨烯作為光觸媒，然后再加以卟啉酶，該物質(zhì)可以把陽(yáng)光和二氧化碳轉(zhuǎn)換成甲酸，用于塑料行業(yè)的化學(xué)品和燃料電池的燃料。測(cè)試結(jié)果表明，基于石墨烯的光催化劑在可見(jiàn)光范疇下功能強(qiáng)大，其整體效益顯著高于其他催化劑。
研究還發(fā)現(xiàn)，該材料具有良好的電子傳輸能力，并且，石墨烯較大的表面積有助于加快化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。這種可從二氧化碳中直接生產(chǎn)出太陽(yáng)能燃料的能力，可應(yīng)用于燃料電池、塑料制業(yè)以及制藥行業(yè)。
研究人員稱：“作為一個(gè)實(shí)用性強(qiáng)大的系統(tǒng)，此次成果也可用于生產(chǎn)特制的精細(xì)化學(xué)品，例如，手性2-氨基-1-方基乙醇衍生物。這是多種極其昂貴的手性藥物的重要中間體，現(xiàn)在通過(guò)我們的催化劑——酶耦合人工光合作用系統(tǒng)，可以利用太陽(yáng)光能簡(jiǎn)單地合成出來(lái)。”(新華網(wǎng))