2026年4月30日 国立大学法人冈山大学 https://www.okayama-u.ac.jp/ 为实现脱碳社会，光催化全水分解（OWS）作为清洁氢气生产的有前景方法受到关注。 首次发现二维金属有机骨架（2D-MOF）可作为光催化剂的一体化助催化剂。 通过一步自组装法，可简便地将光催化剂与2D-MOF修饰，实现高效的全水分解。 ◆概要 光催化全水分解（OWS）在可持续氢气生产方面具有巨大潜力。在OWS中，促进光催化剂表面上的氢气析出反应（HER）和氧气析出反应（OER）两者都极为重要。关键在于将分别对HER和OER具有高活性的助催化剂选择性地修饰在光催化剂的目标位置。然而，仍然存在重大挑战，例如复杂的多步骤光沉积过程、需要氧气阻挡层来抑制逆反应、完全抑制逆反应的困难以及对阻挡层耐久性的担忧。 东北大学研究生院理学研究科坂本良太教授等研究团队发现，一种导电性二维金属有机骨架（2D-MOF）Co-HHTP可作为一体化助催化剂。通过一步自组装法将Co-HHTP负载在OWS光催化剂SrTiO3:Al上，无需氧气阻挡层即可实现稳定的OWS，且不会发生氧气还原逆反应，在350 nm（纳米，纳米是十亿分之一）处的表观量子效率（AQE）达到31.5%。2D-MOF提供的一体化助催化剂概念为高效实用的OWS系统设计提供了新的范式。 这项研究成果于2026年4月23日日本时间18时在科学期刊《自然化学》（Nature Chemistry）在线发表。 图. 光催化OWS的概念图 ◆论文信息 标题：Two-dimensional metal-organic frameworks offer all-in-one cocatalysts for photocatalytic overall water-splitting 作者：Jingyan Guan, Hajime Suzuki*, Kazuhide Kamiya, Takashi Harada, Rintaro Adachi, Osamu Tomita, Hirofumi Kurokawa, Daisuke Unabara, Koji Yonekura, Naoya Fukui, Hiroaki Maeda, Kunihisa Sugimoto, Yuichi Yamaguchi, Akinori Saeki, Akira Yamakata, Akihiko Kudo, Ryu Abe*, Ryota Sakamoto* *通信作者：京都大学研究生院工学研究科助理教授铃木肇、京都大学研究生院工学研究科教授阿部竜、东北大学研究生院理学研究科教授坂本良太 期刊：《自然化学》（Nature Chemistry） DOI：10.1038/s41557-026-02133-6 网址：https://www.nature.com/articles/s41557-026-02133-6 ◆致谢 这项成果得到了科学技术振兴机构（JST）创发性研究支持事业（JPMJFR203F）、同战略性创造研究推进事业CREST（JPMJCR24S6）、同未来社会创造事业（JPMJMI23G2）、日本学术振兴会（JSPS）科学研究费补助金（JP25H01644、JP25H01674、JP25H01999、JP24K01494、JP24K01528、JP24H00485、JP24K21809、JP23K18001、JP23H03937、JP23KJ1388、JP23H02061、JP22H05145、JP20H05838、JP20H00398）、旭硝子财团、日本板硝子材料工学助成会、ENEOS东燃通用研究奖励・奖学会、泉科学技术振兴财团、创药等尖端技术支持基础平台（JP25ama121006）以及地域内核・特色研究大学强化促进事业（JPJS00420230010）的资助和支持。本论文通过「东北大学2026年度开放获取推进APC支持事业」实现开放获取。 ◆关于详细研究内容 全水分解光催化剂首次实现一体化助催化剂－迈向可持续氢能社会－ 关键字：