拟生物的分子工程体系被用于研究牺牲电子供体/受体配合的H₂O氧化或者CO₂还原体系，但是目前还没有报道实现染料敏化分子光阳极和分子光阴极配合并且不使用牺牲分子的光催化体系。

有鉴于此，东京工业大学Osamu Ishitani等报道Sn(IV)-或Al(III)-四吡啶卟啉（SnTPyP/SnO₂或AlTPyP/SnO₂）光阳极，含有[Ru(diimine)₃]²⁺吸收光、[Ru(diamine)(CO)₂Cl₂]催化剂，共价修饰在NiO的聚吡咯层作为光阴极。

主要内容

（1）

当没有过电势和纯溶剂条件，通过可见光同时照射两个光电极，阳极主要生成H₂O₂，阴极主要生成HCOOH（还有少量产物CO和H₂），实现了较高的法拉第效率。

（2）

这项研究工作首次实现了2电子氧化还原反应的人工光合成。研究结果说明在没有过电势，两个光电极上的光催化剂分子都实现了光催化反应，并且选择性的进行2e^-水氧化生成H₂O₂和CO₂还原。该体系光转化为化学能的效率达到~1.2×10^-2 %。

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Fazalurahman Kuttassery, Yutaka Ohsaki, Arun Thomas, Ryutaro Kamata, Yosuke Ebato, Hiromu Kumagai, Ryosuke Nakazato, Abin Sebastian, Siby Mathew, Hiroshi Tachibana, Osamu Ishitani, Haruo Inoue, A Molecular Z-Scheme Artificial Photosynthetic System Under the Bias-Free Condition for CO₂ Reduction Coupled with Water Oxidation: Photocatalytic Production of CO/HCOOH and H₂O₂, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202308956

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202308956