我国科学家成功合成水裂解生物催化剂.pdf

科技 Science technology 于生物燃油的需求是否可能会导致农业生产重心从粮 原，在那里存在的一个问题便是 ：如果你清理掉那里 食生产逐渐转向生物燃油原料的生产，从而加剧目前 生长的各种植物以便为用作生物燃油原料的糖料作物 全球面临的粮食短缺问题？ 的种植清出土地，并且你使用放火烧荒的方式进行这 样的清除工作，那么实际上你已经向大气排放了大量 对于这种担忧，贝尔教授承认，某些农作物可以 的二氧化碳。” 被作为生物燃油生产的原料，这可能会成为一个问题。 他说：“比如说，如果我们使用甜菜而不是甘蔗作为原 贝尔教授指出，他们在近日所发表的论文中论述 料，那么就有可能引发食物与燃油生产之间潜在的冲 的生物燃油生产过程中设想了一种方式，即使用生产 突。”但他也指出，通过使用甘蔗作为原料，尤其是在巴 过程中产生的废渣作为原料来发电，并用这些电力来 西这样的国家，甘蔗几乎可以被视为是毫无用处的东 驱动生产燃油的精炼厂，另外还能有剩余的电力提供 西，这样就 避开了这种冲突。 给巴西国家电网使用。 不过他也指出：“要知道我们谈论的是亚马逊平 我国科学家成功合成水裂解生物催化剂 文/甘晓 光合作用下，植物利用太阳能将水裂解，释放出 无法企及。 氧气，获得电子、质子的过程是自然界最重要的能量转 1999 年，尚在中科院植物所攻读博士学位的张纯 换和物质转换过程。科学家一直试图模拟这一过程以 喜通过理论分析预测了该催化中心的结构和催化机 获得洁净的氢能，但如何制备高效的人工水裂解催化 理，研究成果发表在《科学通报（英文版）》上。“我的 剂一直困扰着他们。 导师匡廷云院士当时问我有多大的把握，我回答她模 最近，中科院化学所张纯喜研究小组首次成功合 型是最合理的。合理的，就有可能是对的。”张纯喜向笔 成与光合作用水裂解催化中心类似的人工催化剂，这 者回忆说。 一工作使人工模拟光合作用迈出了关键一步。这项研 直到2011 年，日本学者最终通过高分辨率光系统 究近日在《科学》杂志上发表后，立即受到国际科学界 II 晶体结构研究，确认了“水裂解催化中心”的结构。 的广泛关注。 研究显示，这种催化剂是四个锰离子和一个钙离子及 超前预测结构 多个氧原子组成的不对称金属簇，外周分布着复杂的 配体。其中，关键组分钙离子的结合方式与张纯喜的预 作为性质稳定的物质，水的裂解必须有合适的催 测如出一辙。这一进展也带给张纯喜开展相关人工合 化剂参与。经过数十亿年的进化，自然界在光合作用中 成研究以