大邱庆北科学技术院(DGIST)能源科学与工程系的朴智英教授与庆北国立大学氢能与可再生能源系的车孝正教授联合研究团队，成功开发出一种利用咖啡成分(单宁酸)生产环保氢气的新技术。这一研究成果近日发表在《应用化学国际版》上。
研究团队通过控制荧光染料的自组装和光学特性，利用单宁酸基金属多酚聚合物良好的纳米表面吸附特性，确定了光激发和电子转移机制。基于这些发现，他们构建了一个基于太阳能的生物氢生产系统，该系统利用带有氢化酶的细菌实现了氢气的生产。
人工光合作用模拟了自然光合作用过程，利用阳光生产氢气等宝贵资源，作为一种可持续能源解决方案备受关注。朴教授团队开发出一种能够转移类似于自然界叶绿素的电子的超分子光催化剂，并通过应用基于单宁酸的金属多酚纳米涂层技术，提高了性能和耐久性。在可见光谱下，该催化剂每克每小时可生产约18.4毫摩尔氢气，性能是使用相同荧光粉在先前研究中观察到的5.6倍。
研究团队进一步将新开发的超分子染料与能够转移电子的细菌Shewanella oneidensis MR-1相结合，创建了一种生物复合系统。该系统利用阳光将抗坏血酸(维生素C)转化为氢气，并长期稳定运行，展示了持续生产氢气的能力。
朴教授表示，这项研究揭示了有机染料和人工光合作用的具体机制，未来有望通过结合功能性微生物和新材料，对基于超分子化学的新系统进行后续研究。该研究由韩国国家研究基金会和韩国贸易、工业和能源部资助。
