剑桥大学Yeung/刘永鹏/Reisner等人Joule：半人工树叶实现无偏压光电化学合成

本文针对现有生物混合光电化学系统面临的依赖缓冲剂/介体、光电压不足等挑战，提出了一种基于有机光伏（OPV）的半人工树叶系统。研究通过将OPV光阴极与负载[NiFeSe]-氢化酶或[W]-甲酸脱氢酶的反蛋白石二氧化钛电极耦合，利用直接电子转移机制实现了无偏压条件下的高效析氢和CO2还原制甲酸盐。该系统摒弃了传统缓冲液与化学介体，展现出接近10 mA/cm²的光电流密度、1V光电压和24小时稳定性，并通过电化学阻抗谱首次定量解析了生物-非生物界面电荷转移动力学。最终成功构建了全水分解的独立器件，实现了从太阳能到化学能的完整转化，为高附加值化学品合成提供了新途径。