据sciencedaily10月11日报道 大自然为发生某些化学反应提供了很好的环境。例如，水经过一系列反应转变为其他成分，然后被动植物吸收利用。基于天然化学途径的技术有助于满足人类日益增长的能源需求。存在于植物和动物细胞中作用于某些化学反应的特殊酶启发了化学家尝试在人造太阳能电池和燃料电池中再现自然反应的想法。
现在，九州大学的研究人员开发了一种单一催化剂，它既可以作为一种消耗氢来释放能量的燃料电池，还可以作为一种可以利用太阳能来制造氧气的光合系统。该集团最近在ChemCatChem上报告了他们的发现。
九州大学工程/国际碳中和性能源研究所的教授，通讯作者Seiji Ogo教授说：“过去的研究者曾经尝试人为地再现氢化酶和光系统II的反应，但是，我们的研究是首次将这两个非常具体的生物功能结合到一个可以同时完成这两种反应的催化系统中去。”
氢化酶是存在于生物体中的酶，其作用类似于天然燃料电池，消耗氢气释放能量。 光系统 II允许植物在阳光下将水变成氧气。这两个过程都涉及氧化，其中氢分子或水分子都失去了一些电子。
研究人员合成了一种含有金属铱的催化剂，其能够接受和释放大量电子。他们证明，在燃料电池中，他们的催化剂是通过从氢中接收电子来产生电能的。在改变催化剂辅助材料的过程中，可以在太阳光中获取能量，尽管整个过程可能涉及到水了的氧化。
研究人员成功地分离出了这种化学物质，并首次利用X射线衍射分析了其作为一种催化剂的组织和性能。
通讯作者Seiji Ogo教授说：“我们系统的输出功率在任何实际应用中都相当低，但这项工作代表了来自单一催化剂的两种不同类型的能量产生过程的独特演示，我们希望这些发现将可以激励化学家可以从自然过程中学习很多新的东西。”
