光驱动混合纳米反应器提供经济高效的氢气生产

利物浦大学报告称，在工程生物学和清洁能源方面取得了重大进展。一组研究人员开发了一种创新的光驱动混合纳米反应器，该反应器将自然效率与尖端的合成精度相结合，以生产氢气——一种清洁和可持续的能源

这项发表在ACS Catalysis上的研究展示了一种开创性的人工光催化方法，解决了利用太阳能生产燃料的关键挑战。虽然大自然的光合系统已经进化到最佳的阳光利用，但人工系统一直在努力实现类似的性能

混合纳米反应器是生物和合成材料新型集成的产物。它将重组α-羧基外壳（细菌的天然微室）与微孔有机半导体结合在一起。这些羧基外壳保护敏感的氢酶，这些酶在产生氢气方面非常有效，但容易被氧气灭活。封装这些酶可确保持续的活性和效率

利物浦大学微生物生物能量学和生物工程系主任刘鲁宁教授与化学系、材料创新工厂主任安迪·库珀教授合作。他们的团队一起合成了一种微孔有机半导体，可以作为光收集天线。这种半导体吸收可见光，并将产生的激子转移到生物催化剂上，从而驱动氢气的产生

刘路宁教授说：“通过模仿自然光合作用的复杂结构和功能，我们创造了一种混合纳米反应器，将合成材料的宽光吸收和激子产生效率与生物酶的催化能力相结合。这种协同作用使得利用光作为唯一能源生产氢气成为可能。”。这一突破不仅为可持续的氢气生产铺平了道路，而且具有更广泛的生物技术应用潜力

材料创新工厂主任Andy Cooper教授总结道：“跨大学院系合作取得这些成果真是太棒了。这项研究令人兴奋的发现为制造在清洁能源和酶工程中具有广泛应用的仿生纳米反应堆打开了大门，为碳中和的未来做出了贡献。”