大邱慶北科學(xué)技術(shù)院(DGIST)能源科學(xué)與工程系的樸智英教授與慶北國立大學(xué)氫能與可再生能源系的車(chē)孝正教授聯(lián)合研究團隊，成功開(kāi)發(fā)出一種利用咖啡成分(單寧酸)生產(chǎn)環(huán)保氫氣的新技術(shù)。這一研究成果近日發(fā)表在《應用化學(xué)國際版》上。
研究團隊通過(guò)控制熒光染料的自組裝和光學(xué)特性，利用單寧酸基金屬多酚聚合物良好的納米表面吸附特性，確定了光激發(fā)和電子轉移機制?；谶@些發(fā)現，他們構建了一個(gè)基于太陽(yáng)能的生物氫生產(chǎn)系統，該系統利用帶有氫化酶的細菌實(shí)現了氫氣的生產(chǎn)。
人工光合作用模擬了自然光合作用過(guò)程，利用陽(yáng)光生產(chǎn)氫氣等寶貴資源，作為一種可持續能源解決方案備受關(guān)注。樸教授團隊開(kāi)發(fā)出一種能夠轉移類(lèi)似于自然界葉綠素的電子的超分子光催化劑，并通過(guò)應用基于單寧酸的金屬多酚納米涂層技術(shù)，提高了性能和耐久性。在可見(jiàn)光譜下，該催化劑每克每小時(shí)可生產(chǎn)約18.4毫摩爾氫氣，性能是使用相同熒光粉在先前研究中觀(guān)察到的5.6倍。
研究團隊進(jìn)一步將新開(kāi)發(fā)的超分子染料與能夠轉移電子的細菌Shewanella oneidensis MR-1相結合，創(chuàng )建了一種生物復合系統。該系統利用陽(yáng)光將抗壞血酸(維生素C)轉化為氫氣，并長(cháng)期穩定運行，展示了持續生產(chǎn)氫氣的能力。
樸教授表示，這項研究揭示了有機染料和人工光合作用的具體機制，未來(lái)有望通過(guò)結合功能性微生物和新材料，對基于超分子化學(xué)的新系統進(jìn)行后續研究。該研究由韓國國家研究基金會(huì )和韓國貿易、工業(yè)和能源部資助。
