中国科学院地球环境研究所的空气净化新技术团队近日取得重要突破，提出了一种实现二氧化碳与水协同转化的全新策略。这一研究成果于1月31日在线发表于国际权威学术期刊《自然·通讯》，为人工模拟植物光合作用提供了创新思路。
长期以来，人工光合作用技术面临关键瓶颈：光激发材料产生的电子与空穴寿命过短，导致二氧化碳还原与水氧化反应难以同步持续进行。传统催化体系无法有效协调两种反应的动力学过程，导致转化效率低下且稳定性不足。
研究团队从植物光合作用的生理机制中获得启发，创新性设计了电子存储路径。通过定向调控材料结构，开发出能在光照条件下储存电子的新型功能材料。这种材料可根据反应需求精准释放电子，实现对二氧化碳与水反应速率和转化程度的动态调控。
基于该技术路线，团队成功制备出具有电子存储功能的银修饰三氧化钨（Ag/WO₃）复合材料。实验数据显示，当该材料与酞菁钴催化组分复合后，二氧化碳转化效率较纯酞菁钴体系提升近百倍。更值得关注的是，这种策略展现出良好的通用性，可适配多种催化体系的结构需求。
该技术的另一突破在于自然光条件下的稳定运行能力。实验表明，复合催化剂在模拟太阳光照射下可持续工作，为规模化利用太阳能转化二氧化碳生产一氧化碳、甲烷等清洁能源提供了可行方案。这种低成本、高效率的转化路径，有望推动碳资源循环利用技术的实质性进展。
