中國科學技術大學教授熊宇杰課題組設計了一類獨特的金屬鈀納米材料，同時具有高催化活性和太陽能利用特性，在光驅動有機加氫反應中展現出優異的催化性能，在室溫光照下即可達到70攝氏度加熱反應的催化轉化效率。該成果近日發表在《德國應用化學》上。

傳統的利用太陽能驅動化學反應路徑是基于半導體的光催化技術，但半導體材料對于很多有機反應并不具有高催化活性及選擇性。針對該瓶頸問題，材料化學家們提出，通過結合金屬的催化活性和光學特性來實現有機催化反應，希望替代傳統的熱催化方法。

研究人員設計了一類尺寸為50納米且具有內凹型結構的金屬鈀納米材料，通過降低結構對稱性和增大顆粒尺寸，使其能夠在可見光寬譜范圍內吸光，吸光后的光熱效應足以為有機加氫反應提供熱源。基于該設計，他們開發出的金屬鈀納米材料在室溫光照下即可有效驅動有機加氫反應，而傳統熱催化技術需要將反應加熱至70攝氏度以上才能實現完全化學轉化。

熊宇杰表示，迄今為止，基于金屬材料的光驅動催化反應還是一個新興研究方向，業界對于其過程中金屬材料扮演的角色還不太清楚。該進展不但為利用太陽能替代熱源驅動有機催化反應提供了可能，也對相關催化材料的科學設計具有重要推動作用，未來有望應用于重要化學品的光合成。