我国人工光合作用取得重要突破有望为二氧化碳资源化利用开辟新路径

我国科研团队最近在人工光合作用领域取得了关键性的突破,为二氧化碳资源化利用开辟了新路径。中国科学院地球环境研究所黄韬研究员领衔的空气净化新技术团队在这个领域也有了突破性进展。人工光合作用一直是科学家们想要模仿自然界植物光合作用的尝试,其核心目标是利用太阳能把二氧化碳和水转化成碳基燃料或化工原料。这个过程因为光生电子的管理问题一直困扰着研究人员。自然界植物通过巧妙的光生电子暂存与调度机制解决了这个问题,给了科研人员重要启发。这个团队就把目光投向了自然界的智慧本身。他们提出了“电子存储”策略,通过材料设计与制备,构建出一个功能单元来储存光生电子,根据需要释放电子用于二氧化碳还原反应。这个设计从根本上解决了光生电子与空穴匹配的难题,实现了反应速率和进程的主动调控。他们成功制备出了银修饰三氧化钨(Ag/WO₃)材料,并将其与经典催化组分酞菁钴结合,构建出新的复合催化体系。实验结果显示,在模拟自然光照条件下,这个体系把二氧化碳转化为一氧化碳的效率提高了近百倍。这个策略还展现出良好的通用性和应用灵活性,可以根据不同目标产物进行适配与集成。他们报道说这个催化体系在真实自然太阳光照射下运行稳定,不需要高强度聚焦人造光源,降低了未来技术应用门槛和能耗成本。中国科学院科研团队这项突破性工作标志着我国在基础研究上开始进入并跑、领跑并存的新阶段。他们提出的科学思想和方法论为人工光合作用乃至更广泛的光催化研究提供了新视角和工具。在全球应对气候变化和推动能源结构转型背景下,这项工作为将二氧化碳转化为清洁能源迈出了坚实一步。随着策略不断优化和工程化技术跟进发展,有望为构建绿色可持续能源未来贡献中国智慧。