3月28日，德国应用化学(Angew. Chem. Int. Ed.)杂志在线发表了我室 龙金林 老师课题组的研究论文（Communication），报道了光能催化CO ₂ 转换合成气的重要进展。论文题目“High-rate, tunable syngas production with artificial photosynthetic cells” [论文第一作者是我院16级博士研究生张洪文，通讯作者为龙金林副研究员]。

众所周知，合成气(CO+H ₂ )的生产和应用在化学工业中具有极为重要的地位，低能耗转换CO _{2 制} 合成气是可持续化学工业的艰巨任务和挑战。除了传统催化和电催化技术，发展利用光催化、光电催化、光伏器件等方法技术实现CO ₂ 转换制合成气是目前人们研究和关注的热点、焦点。其中，通过光电催化技术耦合光伏器件是实现这种化学转换更经济，更有效途径。

受自然界光合作用的启发，研究团队设计了一种由质子膜隔开的光反应池(OER，系统驱动力)与暗反应池(CO ₂ R）构成的双室人工模拟光合电池（APS cell）。这种APS 电池器件的优点是，双室的设计实现了产物的分离避免了副反应的发生，双电极实现了有效的光子吸收和高效的催化能力；CO ₂ 还原速率高达154.9 mmol•g ^-1 •h ^-1 ，并且产物的比例(CO:H ₂ )可在1:2 到5:1之间调控，太阳能转换为合成气的效率高达13.6%，接近商业生产化。

该工作设计了一种双室人工模拟光合电池(APS cell)、并与光伏电池耦合构建了全光驱动的PV-APS 器件，实现了太阳能-化学能的高效转化和合成气的高速制备，且产物的比例可调控、活性稳定性高。这项工作为设计高效的人工模拟光合作用器件光催化转换CO ₂ 制合成气提供了概念上的指导，也为其他惰性小分子（如N ₂ 和CH ₄ )的高效活化转化提供了可借鉴的新途径。

该工作得到了国家自然科学基金(No. 21773031)，福建省自然科学基金(No. 2018J01686), 能源与环境光催化国家重点实验室基金(SKLPEE-2017A01 和SKLPEE-2017B02)等项目的资助。