一種近紅外光直接光催化二氧化碳還原的新方法被提出
(資料圖片)
近日，西安交通大學(xué)教授郭烈錦、副研究員劉亞發(fā)現(xiàn)了一種使用近紅外光直接光催化CO2還原的新方法，相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS NANO。
相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS NANO。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）
光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料是實(shí)現(xiàn)全球碳中和的一種很有前途的策略。近年來，人們致力于開發(fā)各種利用陽光和二氧化碳減排系統(tǒng)的技術(shù)。通常研究的太陽能CO2還原系統(tǒng)包括光催化系統(tǒng)、光伏-電化學(xué)系統(tǒng)、光電化學(xué)系統(tǒng)和太陽能熱化學(xué)系統(tǒng)。其中，光催化還原CO2和H2O以生產(chǎn)燃料，使其能夠使用直接的陽光作為能源，通常被認(rèn)為是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)。然而，光催化CO2還原的效率仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)應(yīng)用的要求。原因之一是太陽能利用不足。大多數(shù)常用的光催化劑只能利用太陽光譜中的紫外-可見波段，而紅外波段長期以來未得到充分利用。
郭烈錦、劉亞提出了一種使用近紅外光直接光催化CO2還原的方法。這種近紅外光響應(yīng)過程發(fā)生在具有納米分支結(jié)構(gòu)的原位生成的Co3O4/Cu2O光催化劑上。光輔助開爾文探針力顯微鏡和相關(guān)的光催化測量表明，近紅外光照射后表面光電壓增加。還發(fā)現(xiàn)Cu(I)在這種原位生成的Co3O4/Cu2O上可以促進(jìn) *CHO中間體的形成，從而使CH4的產(chǎn)率達(dá)到6.5 μmol/h，選擇性達(dá)到99%。此外，還實(shí)現(xiàn)了一種面向?qū)嶋H的太陽能直接驅(qū)動的光催化CO2還原，并在集中的陽光下實(shí)現(xiàn)了12.5 μmol/h的燃料產(chǎn)率。
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