像植物一样做：新型光催化剂可以将太阳能驱动的二氧化碳转化为燃料

时间：2022-06-01 11:02:16来源：

不断增加的二氧化碳 (CO2) 排放和随之而来的气候变化加速令人担忧，事实证明，寻找可行的方法来积极降低大气中 CO2的浓度具有挑战性。如果我们从光合作用(植物利用阳光将 CO2和水转化为有用的化学物质的过程)中汲取灵感会怎样?

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在最近发表在《应用催化 B：环境》上的一项研究中，Su-Il In 教授和韩国大邱庆北科学技术研究院 (DGIST) 的研究人员开发了一种用于将 CO2转化为碳氢化合物燃料的新型光催化剂。他们的方法基于异质结构光催化剂中“Z-方案”电荷转移机制的概念，其中两种不同材料之间的界面在类似于自然光合作用中电子转移的化学过程中发挥着核心作用。

他们通过光沉积用二氧化二铜 (Cu2 O) 纳米粒子增强还原钛纳米粒子的边缘，这是一种独特但相对简单且便宜的程序。界面处还原二氧化钛的丰富电子密度有助于中和 Cu 2O中称为“电子空穴”的正电荷，否则会过度积累并导致光腐蚀。此外，与先前为避免光腐蚀而开发的核壳结构相比，所得界面的几何结构允许两种材料暴露于反应介质并共同提高光催化性能。除了其卓越的 CO2正如 In 教授解释的那样，所提出的光催化剂具有其他优点：“除了在连续运行下显示 42 小时的稳定性能外，所提出的光催化剂由富含地球的材料组成，这极大地增加了其经济可行性。”

开发和采用将CO2转化为燃料的可行方法将具有环境和经济效益。在这方面，尹教授评论说：“光催化 CO2还原适用于产生大量 CO2的过程，例如热电厂和工业发酵设施(酿酒厂)。将这项技术集成到这些设施中将使他们能够获得廉价且丰富的燃料和削减碳排放税。”不用说，更便宜的能源将对整个经济产生积极的连锁反应，这项研究显示了一种在实现绿色环保的同时实现目标的有希望的方式。

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