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

本研究针对传统生物混合光电化学系统存在的依赖缓冲剂/介体、光电压不足等局限性，开发了基于有机光伏（OPV）的半人工树叶系统。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，利用酶的直接电子转移机制，在无化学介体和偏压条件下实现了持续24小时的水还原析氢与CO2还原制甲酸。该系统通过共固定碳酸酐酶调控局部微环境，并利用电化学阻抗谱首次定量解析生物-非生物界面电荷转移动力学。最终构建的独立器件同步完成水氧化与燃料合成，生成的甲酸可直接驱动不对称氢化反应，为太阳能驱动高附加值化学品合成提供了新范式。