中國科學院地球環境研究所的科研團隊近日取得一項突破性成果，他們從植物光合作用中汲取靈感，成功開發出一種能夠高效協同轉化二氧化碳與水的新技術。相關研究成果已發表于國際權威學術期刊《自然·通訊》。
植物通過光合作用將簡單的二氧化碳和水轉化為復雜有機物，這一自然過程為人工轉化溫室氣體提供了重要參考。然而，人工模擬光合作用面臨關鍵技術瓶頸：光激發材料產生的電子和空穴壽命極短，難以實現同步持續反應。傳統催化體系無法有效解決電子-空穴快速復合的問題，導致二氧化碳轉化效率低下。
研究團隊創新性地提出電子存儲策略，通過設計具有特殊結構的銀修飾三氧化鎢（Ag/WO3）材料，實現了光生電子的暫存與可控釋放。該材料在光照條件下可儲存電子，在需要時精準釋放參與反應，從而有效調控二氧化碳與水的反應進程。實驗數據顯示，將這種電子存儲材料與酞菁鈷催化劑復合后，二氧化碳轉化效率較單一催化劑提升近百倍。
這項技術展現出良好的通用性，研究人員可根據不同應用場景構建適配的復合催化劑體系。在自然光條件下進行的穩定性測試表明，該系統能夠持續高效運行，為太陽能驅動二氧化碳規模化轉化提供了可行方案。通過這種創新路徑，可將溫室氣體轉化為一氧化碳、甲烷等清潔能源，具有顯著的環境和經濟效益。
