中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所的空氣凈化新技術(shù)團(tuán)隊(duì)近日取得重要突破，成功開(kāi)發(fā)出一種基于植物光合作用原理的二氧化碳與水協(xié)同轉(zhuǎn)化新策略。該成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》，為人工光合作用領(lǐng)域提供了創(chuàng)新解決方案。

傳統(tǒng)人工模擬光合作用面臨的核心難題在于：光激發(fā)材料產(chǎn)生的電子與空穴壽命極短，導(dǎo)致二氧化碳還原與水氧化反應(yīng)難以同步持續(xù)進(jìn)行。科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)深入研究植物生理機(jī)制，發(fā)現(xiàn)植物通過(guò)特定結(jié)構(gòu)暫存光生電子的特性，進(jìn)而設(shè)計(jì)出獨(dú)特的電子存儲(chǔ)路徑。

研究團(tuán)隊(duì)定向制備出具有電子存儲(chǔ)功能的銀修飾三氧化鎢（Ag/WO?）材料，該材料可在光照條件下儲(chǔ)存電子，并在需要時(shí)精準(zhǔn)釋放。通過(guò)與催化活性組分酞菁鈷復(fù)合驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示二氧化碳轉(zhuǎn)化效率較純酞菁鈷提升近百倍，顯著突破了傳統(tǒng)材料的性能極限。

這項(xiàng)技術(shù)的突破性在于其通用性和適應(yīng)性?？蒲腥藛T可根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建多種結(jié)構(gòu)適配的復(fù)合催化劑體系。在自然光條件下進(jìn)行的穩(wěn)定性測(cè)試表明，該系統(tǒng)能夠持續(xù)高效運(yùn)行，為太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的二氧化碳規(guī)?；D(zhuǎn)化提供了可靠技術(shù)路徑。

該成果不僅為清潔能源生產(chǎn)開(kāi)辟了新方向，其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物一氧化碳、甲烷等可直接用于工業(yè)原料或能源供應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)表示，這種仿生設(shè)計(jì)思路為解決能源與環(huán)境領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)提供了全新視角，相關(guān)技術(shù)有望在碳中和領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。