咱国家的科研团队在人工光合作用这事儿上,有了不小的进展。他们把自然阳光下二氧化碳高效转化的这条路走通了。在现在大家都忙着搞绿色低碳的大背景下,把二氧化碳用好变成资源,可是科研界的大热点。 中国科学院地球环境研究所空气净化新技术的团队,在这方面实现了理论创新和技术突破,给咱们的人工模拟光合作用提供了一个能落地的新方案。植物靠光合作用把二氧化碳和水变成养分,这让咱们有了不少灵感。不过呢,想用人工体系模拟这个过程难度挺大,因为光激发的电子和空穴寿命太短,没法让二氧化碳还原和水氧化一直同步进行。 这帮科学家就想着怎么解决这个问题,他们从植物怎么暂时存储光生电子的机制里找到了灵感。然后想出了一个“电子存储—定向释放”的策略。他们用材料结构设计和制备技术,做出了一种银修饰的三氧化钨(Ag/WO₃)基的复合功能材料。这种材料能在光照下把电子先存着,等到需要的时候再精准放出来,这样就能控制二氧化碳还原的过程。 为了证明这招真管用,他们又把这种材料和催化活性成分酞菁钴结合起来。实验结果显示,在模拟自然光照的条件下,这套体系转化二氧化碳的效率比以前纯酞菁钴的催化剂提高了近百倍,稳定性也更好了。而且这个策略挺普适的,换个材料搭配就能适应不同的场景,给咱们搭高效稳定的人工光合作用体系提供了思路。 特别值得一说的是,这次实验是在差不多自然光照的条件下实现了把二氧化碳转变成一氧化碳、甲烷等能源气体的。这说明咱们在太阳能驱动碳资源转化这块已经能从基础研究做到应用探索了。要是以后能把这个技术做大做强,说不定就能在工业烟气处理和清洁能源生产这些领域派上用场。 这次突破不仅展示了咱们在这方面的创新能力,也给全球碳中和技术贡献了一份力。等后面把材料做好做大、系统也优化好的时候,这个技术就能从实验室走到工厂里去了,给咱们的能源结构转型和生态文明建设加油助力。