記者從中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所獲悉，該所空氣凈化新技術(shù)團(tuán)隊(duì)受植物光合作用啟發(fā)，提出了一種實(shí)現(xiàn)二氧化碳與水協(xié)同轉(zhuǎn)化的通用策略。相關(guān)成果1月31日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》發(fā)表。

△圖1 模仿植物光合作用的電子存儲(chǔ)工作機(jī)制

　　植物通過光合作用，巧妙地將結(jié)構(gòu)簡單的二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的養(yǎng)分分子，為人類借助化學(xué)手段實(shí)現(xiàn)溫室氣體二氧化碳的資源化利用提供了自然范例。然而，人工模擬光合作用的過程仍面臨科學(xué)挑戰(zhàn)，其關(guān)鍵瓶頸在于：光激發(fā)功能材料所產(chǎn)生的電子（用于還原二氧化碳）與空穴（用于氧化水）壽命極短，難以實(shí)現(xiàn)二者反應(yīng)的同步與持續(xù)進(jìn)行。

△圖2 電子存儲(chǔ)方案通用性與實(shí)用潛力的驗(yàn)證結(jié)果

　　我國科研團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)新方案模擬植物暫存光生電子的生理機(jī)制，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)出一種電子存儲(chǔ)路徑，通過定向設(shè)計(jì)、制備材料結(jié)構(gòu)，使其能夠在光照時(shí)儲(chǔ)存電子，并在需要時(shí)精準(zhǔn)釋放，從而實(shí)現(xiàn)對二氧化碳與水反應(yīng)速率和程度的精確調(diào)控。基于這一思路，研究團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建出具有電子存儲(chǔ)功能的銀修飾三氧化鎢（Ag/WO3）材料。通過將其與催化活性組分酞菁鈷復(fù)合進(jìn)行驗(yàn)證，測得二氧化碳轉(zhuǎn)化效率較純酞菁鈷提升了近百倍。此外，這一策略具備良好的通用性與適用性，可根據(jù)實(shí)際需求構(gòu)建多種結(jié)構(gòu)適配的復(fù)合催化劑體系。該方案在自然光條件下運(yùn)行穩(wěn)定，為利用太陽能規(guī)�；�轉(zhuǎn)化二氧化碳、生產(chǎn)一氧化碳、甲烷等清潔能源提供了可行的技術(shù)路徑。

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