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我国科研新突破:受植物启发,自然光下实现二氧化碳高效“变”能源

时间:2026-02-01 13:00:40来源:快讯编辑:快讯

中国科学院地球环境研究所的科研团队在空气净化领域取得重要突破,受植物光合作用机制启发,开发出一种可同步转化二氧化碳与水的新技术。该成果已发表于国际权威学术期刊《自然·通讯》,为应对气候变化提供了创新思路。

植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物,这一自然过程为人工模拟提供了理想范本。然而,传统人工光合系统存在关键技术瓶颈:光激发产生的电子与空穴寿命短暂,难以同步参与二氧化碳还原与水氧化反应。研究团队通过逆向思维,从植物暂存光生电子的生理机制中获取灵感,构建出新型电子存储体系。

科研人员创新设计的银修饰三氧化钨(Ag/WO3)材料,具备独特的光响应特性。该材料可在光照条件下储存电子,并在特定条件下定向释放,形成对反应进程的动态调控。实验数据显示,将这种电子存储材料与酞菁钴催化剂复合后,二氧化碳转化效率较单一催化剂提升近百倍,且反应产物可精准调控为一氧化碳、甲烷等清洁能源。

这项技术突破具有显著的应用价值。研究团队通过模块化设计,验证了该策略在不同催化剂体系中的普适性,可根据实际需求构建适配的复合材料。特别值得注意的是,新型反应体系在自然光条件下即可稳定运行,为太阳能驱动的大规模二氧化碳转化提供了可行方案。该成果标志着我国在人工光合作用领域达到国际领先水平,为碳中和目标实现开辟了新路径。

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