中国人工光合关键突破,二氧化碳与水在自然光下高效“变能源”
钛媒体App 2月1日消息,从中国科学院地球环境研究所获悉,该所空气净化新技术团队受植物光合作用启发,提出了一种实现二氧化碳与水协同转化的通用策略。相关成果1月31日在国际学术期刊《自然·通讯》发表。
据介绍,人工模拟光合作用过程的关键瓶颈在于:光激发功能材料所产生的电子(用于还原二氧化碳)与空穴(用于氧化水)寿命极短,难以实现二者反应的同步与持续进行。中国科研团队这项新方案模拟植物暂存光生电子的生理机制,创新性地设计出一种电子存储路径,通过定向设计、制备材料结构,使其能够在光照时储存电子,并在需要时精准释放,从而实现对二氧化碳与水反应速率和程度的精确调控。基于这一思路,研究团队成功构建出具有电子存储功能的银修饰三氧化钨(Ag/WO3)材料。通过将其与催化活性组分酞菁钴复合进行验证,测得二氧化碳转化效率较纯酞菁钴提升了近百倍。
此外,这一策略具备良好的通用性与适用性,可根据实际需求构建多种结构适配的复合催化剂体系。该方案在自然光条件下运行稳定,为利用太阳能规模化转化二氧化碳、生产一氧化碳、甲烷等清洁能源提供了可行的技术路径。(央视新闻)
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