8月14日消息，由美国能源部(DOE)阿贡国家实验室领导的科研团队成功开发了一种新型纳米构筑学(nanoarchitectonics)材料，该材料创新性地将无机材料与生物组分相结合，实现了利用太阳能高效生产过氧化氢(H2O2)的突破。

过氧化氢是一种重要的绿色氧化剂和工业化学品，广泛应用于环保消毒、化学合成和水处理等领域。传统的过氧化氢生产依赖蒽醌法，能耗高且产生大量废料。利用太阳能直接驱动过氧化氢的合成，是实现绿色化学制造的重要方向之一。

该团队设计的空心纳米反应器模拟活细胞结构，其光捕获腔体和质子传输壳层协同工作，能够高效利用可见光驱动化学反应。材料内部的仿生设计使光生载流子的分离和传输效率显著提升，从而提高了过氧化氢的产率和选择性。

这一研究成果的意义在于：为人工光合作用提供了新的仿生设计思路，通过将生物系统的精巧结构与无机光催化材料相结合，实现了单一材料难以达到的性能；过氧化氢可以作为太阳能储存的载体，将光能转化为化学能储存于H2O2的化学键中，后续可用于燃料电池发电或直接作为氧化剂；该纳米构筑学策略具有通用性，可推广至其他光催化反应体系，如CO2还原、水分解制氢等。

阿贡国家实验室是美国能源部下属的重要多学科研究中心，在材料科学、化学和能源技术领域具有全球领先地位。此项研究再次展示了跨学科融合在解决清洁能源和绿色化学挑战中的巨大潜力。 （来源：AZoM）