日前，材料学院“国家千人”计划入选者、天津大学-日本国家物质材料研究机构(NIMS)联合研究中心、天津化学化工协同创新中心(2011计划)能源与环境先进光功能材料创新团队叶金花教授及其课题组在利用人工光合成技术(Artificial Photosynthesis)高效制备太阳能燃料(Solar fuel)领域的研究取得重大突破，有关研究成果在化学领域国际顶级期刊德国应用化学(Angew. Chem. Int. Ed.)相继发表。
利用太阳能及催化剂把CO2和水转化为有机太阳能燃料的人工光合成，是人类梦寐以求的实现碳的循环利用的一种理想绿色能源技术，其中，新型催化剂的设计与开发是提升太阳能转换效率的关键。叶金花教授课题组利用光与第Ⅷ族金属纳米粒子作用产生的局域表面等离子共振效应，强化诱导电子激发及激子快速复合从而产生热量，实现高效光热催化CO2甲烷化，克服传统光催化方法面临的热力学限制，从而获得太阳能有机燃料产量的巨大突破，其转换效率比传统光催化方法提升6个数量级。该成果发表研究论文Photothermal Conversion of CO2 into CH4 with H2 over Group VIII Nanocatalysts: An Alternative Approach for Solar Fuel Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53: 11478-11482，并被评选为内封面文章。
该课题组还利用Au-Cu合金助催化剂的协同效应以及SrTiO3/TiO2同轴纳米管阵列中电子快速传递的优势，采用水合阱作为CO2光还原反应中的氢源，同时有效阻止Au-Cu助催化剂中Cu的氧化，从而极大提高CO2光催化还原效率。该成果发表研究论文Photocatalytic Reduction of Carbon Dioxide by hydrous hydrazine over Au-Cu Alloy Nanoparticles Supported on SrTiO3/TiO2 Coaxial Nanotube Arrays, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201409183，并获得编辑组的一致认可。
叶金花教授及其团队近十几年来致力于高效太阳能化学转换材料的设计、开发及其在光解水制备清洁能源氢、光还原CO2制备有机燃料及光降解有害有机物等方面的应用，在Nature , Nature Materials, Phy. Rev. Lett., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Edit., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Nano等国际着名杂志上发表论文360余篇，获得国际同行引用超过13000次。目前，叶金花教授作为首席科学家，正承担国家重大基础研究计划项目(973计划)“基于半导体人工光合成的二氧化碳能源化研究”，上述工作受到该研究计划的支持。
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