中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所的科研團(tuán)隊(duì)近日取得了一項(xiàng)突破性成果，他們從植物光合作用中汲取靈感，成功開發(fā)出一種促進(jìn)二氧化碳與水協(xié)同轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新策略。這一研究成果已在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上正式發(fā)表，標(biāo)志著我國在溫室氣體資源化利用領(lǐng)域邁出了重要一步。

光合作用是自然界中植物將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為復(fù)雜有機(jī)物的核心過程，為人類探索溫室氣體轉(zhuǎn)化提供了天然模板。然而，人工模擬這一過程面臨重大挑戰(zhàn)：光激發(fā)材料產(chǎn)生的電子和空穴壽命短暫，難以同步參與二氧化碳還原和水氧化反應(yīng)。針對(duì)這一難題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了電子存儲(chǔ)路徑，通過定向調(diào)控材料結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了光生電子的暫存與精準(zhǔn)釋放。

科研人員構(gòu)建的銀修飾三氧化鎢（Ag/WO3）材料具有電子存儲(chǔ)功能，可與催化活性組分酞菁鈷形成復(fù)合體系。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該復(fù)合催化劑的二氧化碳轉(zhuǎn)化效率較純酞菁鈷提升近百倍。這種策略展現(xiàn)出良好的通用性，能夠根據(jù)不同需求構(gòu)建多種適配的復(fù)合催化劑體系。特別值得注意的是，該方案在自然光條件下即可穩(wěn)定運(yùn)行，為利用太陽能規(guī)模化生產(chǎn)一氧化碳、甲烷等清潔能源提供了切實(shí)可行的技術(shù)路徑。

這項(xiàng)研究通過模擬植物生理機(jī)制，創(chuàng)造性地解決了人工光合作用中的關(guān)鍵瓶頸問題。其核心突破在于實(shí)現(xiàn)了對(duì)反應(yīng)速率和程度的精確調(diào)控，為開發(fā)高效、穩(wěn)定的二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)開辟了新方向。該成果不僅在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域具有重要意義，更為應(yīng)對(duì)全球氣候變化提供了創(chuàng)新性的技術(shù)解決方案。