通过利用太阳能在光合作用设备上生产太阳能燃料和化学品的前景仍然具有吸引力，因为它具有替代化石原料的潜力，然而这种用于直接将太阳能转化为化学品的人工光合作用系统由于面临挑战，仍远未达到工业应用。这可以通过探索具有增强活性、选择性和稳定性的集成光催化装置来很好地解决。同时在光催化剂上嵌入双助催化剂，旨在解决裸光催化剂引发的人工光合作用的这些局限性，同时为实现它们的协同效应提供机会。

有鉴于此，华东理工大学张金龙教授和南京农业大学Bocheng Qiu等人，总结了双助催化剂的基本设计原则和新出现的结构，并提供了比较以揭示它们的优势和不足。同时，讨论了如何为特定的光催化氧化还原反应选择一对氧化还原助催化剂，以及如何将相关研究的一些关键经验应用到燃料和化学品生产的进一步研究中。最后，概述了发现稳健且可再生的人工光合作用系统方面的剩余挑战和潜在进展。

本文要点

1）综述了双助催化剂在光催化氧化还原反应中的独特优势，包括整体水裂解、HER -有机物氧化、CRR和ORR。这种双助催化剂策略赋予了引入从n型到p型、简单结构到异质结构或一维到三维结构的光催化剂的灵活性。此外，由于氧化还原助催化剂的单体功能及其协同效应的优势，它们集成在半导体光催化剂上，相对于裸光催化剂或单助剂修饰的光催化剂，在活性、选择性和耐久性方面都表现出了优越的性能。

2）尽管氧化还原助催化剂的发展及其在人工光合作用中的优势引起了人们的广泛关注，但集成光催化系统仍然存在一些缺陷。首先，一个主要的挑战，即太阳能到化学品的转换效率，阻碍了它们的商业开发前景。其次，集成光催化体系的产物选择性也是一个巨大的问题。第三，在合成方面，目前的双助催化剂沉积方法，特别是空间分散的沉积方法，大多需要复杂的分步实验，不利于大规模生产。

参考文献：

Bocheng Qiu et al. Integration of redox cocatalysts for artificial photosynthesis. Energy Environ. Sci., 2021.

DOI: 10.1039/D1EE02359D

https://doi.org/10.1039/D1EE02359D