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研究實現(xiàn)高效太陽能光電催化NAD(P)H輔酶再生
作者：孫丹寧    來源：中國科學報   
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近日，中國科學院大連化學物理研究所李燦院士、丁春梅副研究員等在（光）電催化NAD(P)H輔酶再生方面取得新進展。團隊通過耦合硫化鎳電催化劑和分子催化劑，實現(xiàn)同時高效（光）電催化NAD(P)H輔酶再生，并揭示了其中的協(xié)同質子耦合電子轉移（CEPT）機制，仿生模擬了酶催化NAD(P)+還原功能等。相關成果發(fā)表在《美國化學會志》上。
自然光合作用中，光系統(tǒng)II將水氧化，產生的電子和質子在光系統(tǒng)I末端的FNR酶催化作用下被儲存為NADPH還原力和ATP能量貨幣，進而實現(xiàn)酶催化二氧化碳還原等暗反應。李燦團隊道法自然，長期致力于光催化和光電催化人工光合成研究，提出“人工光反應+仿生暗反應”的人工光合成策略，通過光反應將能量儲存在電荷傳輸媒介分子或離子中，與下游暗反應耦合，以實現(xiàn)高值化學品或太陽燃料的可控合成。
NAD(P)H輔酶是重要的電荷傳輸介質和能量載體，NAD(P)H給出電子和質子后自身變?yōu)檠趸瘧B(tài)NAD(P)+，如何通過人工催化進行高效NAD(P)H再生循環(huán)一直是個重要難題。
近期，團隊通過耦合硫化鎳電催化劑和均相Rh分子催化劑，發(fā)現(xiàn)硫化鎳作為協(xié)同質子耦合電子轉移媒介體可促進Rh-H活性物種形成，巧妙模擬了酶催化NADP+還原的功能和機制，實現(xiàn)同時高活性、高選擇性電催化NAD(P)H再生，1,4-NAD(P)H選擇性大于99%，轉化率100%�；�于��，團隊還建立了通過耦合質子還原電催化劑（硫化物或金屬）和均相分子催化劑進行高效光電催化NAD(P)H再生的普適性策略，并驗證了光電催化再生的NAD(P)H可用于氫化暗反應。
該成果為后續(xù)耦合酶催化暗反應、構建集成人工光合成體系奠定重要基礎。
相關論文信息：https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/jacs.4c00994
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