波士顿学院的研究人员称，在开发利用人工光合作用的经济方法方面取得了重要突破-氧化和还原这两个核心过程之间的电压差距已通过利用常见且相对便宜的方法而大大减少了。 ，被称为铁锈（氧化铁）的材料。
研究人员显然只在“模拟氧化和还原所需的光电压的十分之一之内，使用独特的光阳极和使用新型纳米线组件和涂层开发的光阴极”。研究人员称，由于差距的显着缩小-尽管仅使用非常经济的材料-人工光合作用被证明对能量收集/存储用途有用/实用的日子已经到来。
在大自然母亲的带领下，研究人员寻求了能够模仿光合作用的新方法和新材料。波士顿学院的研究人员报告说，用氧化镍铁涂层修饰赤铁矿的表面会使阴极光电压增加近十分之四伏。这几乎足以使一种经济的人工光合作用方法触手可及。图片来源：Angewandte Chemie
波士顿学院化学副教授王敦伟表示：“许多研究人员一直在尝试收集太阳能并将其直接存储在化学键中。”太阳能板可以收集能量，但是经济的存储仍然难以实现。我们正在尝试从大自然母亲那里借用一页，从而通过光合作用从太阳产生能量并将其存储起来。
但是“复制”高度复杂的自然反应当然并不总是一件容易的事，在这种情况下，它“需要能够广泛吸收日光，以高效率将能量转移到激发电荷并催化特定的还原和氧化反应的材料，研究人员指出-相当多的要求。
波士顿学院的新闻稿解释：
自然光合作用包括两个重要过程。氧化产生氧气。还原产生有机分子。人工光合作用，也称为水分解，试图利用光阳极氧化水和光阴极来复制这两个反应，以减少产生氢的水或减少有机分子的二氧化碳。
但是在人工环境中，为了获得这些结果，反应两侧所需的电压中一直存在间隙。本质上，氧化和还原需要1.2到1.3伏的电压才能达到为人工光合作用提供动力所需的电荷。以前，只有稀有材料才能使研究人员弥合鸿沟，但对于广泛应用而言，这些努力的代价是过高的。
研究人员已经开发出一种新的阴极制备技术来改善氢气的产生，这意味着建造高效的光电阴极实际上并没有任何办法。而现在，随着光电阳极开发的这些最新进展，在（相对）经济的人工光合作用可以实现之前，没有太多需要解决的问题。
波士顿学院指出，最近的研究“在光电阳极开发方面取得了进展，在那里，他们设计的纳米线结构使该团队能够使用氧化铁材料实现0.6伏的光电电压。该电压比去年报告的最佳先前结果提高了50％。该团队通过在镍铁矿上涂覆赤铁矿（一种类似于铁锈的氧化铁）获得了收益。”
Wang补充说：“与今年早些时候开发的光电阴极相结合，该团队已经产生了超过1伏的功率。”“我们的系统由氧气，硅和铁（地球上四种最丰富的元素中的三种）组成，现在可以一起提供超过1伏的功率。现在，我们在光电阳极上的电压只有十分之二伏。差距明显缩小了。”
现在，只有“较小”的改进才能完全消除差距。
这项新研究刚刚发表在Angewandte Chemie杂志上。
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