一种近红外光直接光催化二氧化碳还原的新方法被提出

2023-08-21 02:14:14 来源：中国科学报收藏

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近日，西安交通大学教授郭烈锦、副研究员刘亚发现了一种使用近红外光直接光催化CO₂还原的新方法，相关研究成果发表在ACS NANO。

相关研究成果发表在ACS NANO。（研究团队供图）

光催化二氧化碳转化为燃料是实现全球碳中和的一种很有前途的策略。近年来，人们致力于开发各种利用阳光和二氧化碳减排系统的技术。通常研究的太阳能CO₂还原系统包括光催化系统、光伏-电化学系统、光电化学系统和太阳能热化学系统。其中，光催化还原CO₂和H₂O以生产燃料，使其能够使用直接的阳光作为能源，通常被认为是一项很有前途的技术。然而，光催化CO₂还原的效率仍然远远落后于工业应用的要求。原因之一是太阳能利用不足。大多数常用的光催化剂只能利用太阳光谱中的紫外-可见波段，而红外波段长期以来未得到充分利用。

郭烈锦、刘亚提出了一种使用近红外光直接光催化CO₂还原的方法。这种近红外光响应过程发生在具有纳米分支结构的原位生成的Co₃O₄/Cu₂O光催化剂上。光辅助开尔文探针力显微镜和相关的光催化测量表明，近红外光照射后表面光电压增加。还发现Cu(I)在这种原位生成的Co₃O₄/Cu₂O上可以促进 *CHO中间体的形成，从而使CH₄的产率达到6.5 μmol/h，选择性达到99%。此外，还实现了一种面向实际的太阳能直接驱动的光催化CO₂还原，并在集中的阳光下实现了12.5 μmol/h的燃料产率。

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