“人工樹葉”是一種模仿植物光合作用原理的材料或裝置。一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)日前研發(fā)出一種新型“人工樹葉”裝置，借助催化劑能夠利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為清潔燃料和化學(xué)品，為可持續(xù)能源和化工生產(chǎn)提供了新途徑。

  在本項(xiàng)研究中，英國劍橋大學(xué)與美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校等機(jī)構(gòu)組成的研究團(tuán)隊(duì)在可高效利用太陽能的鈣鈦礦材料“人工樹葉”表面附著了一種銅納米花催化劑。

  與大多數(shù)只能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為單碳分子的金屬催化劑不同，銅納米花催化劑獨(dú)特的花瓣?duì)钊S結(jié)構(gòu)賦予其更優(yōu)異的催化性能，能夠?qū)⒍趸嫁D(zhuǎn)化為含有兩個(gè)碳原子的復(fù)雜碳?xì)浠衔铮ㄈ缫彝楹鸵蚁?，而這些化合物是生產(chǎn)液體燃料、化學(xué)品和塑料等的關(guān)鍵原料。

  目前，幾乎所有的碳?xì)浠衔锒紒碜曰剂?。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新方法可以將二氧化碳、水和甘油制成清潔的化學(xué)品和燃料，且不會(huì)產(chǎn)生任何額外的碳排放。

  為進(jìn)一步提高效率，研究團(tuán)隊(duì)還在裝置中引入硅納米線電極來氧化甘油，大幅提升了反應(yīng)效率。新裝置能更高效產(chǎn)出碳?xì)浠衔?，同時(shí)生成甘油酸、乳酸等高附加值化學(xué)品，可應(yīng)用于制藥、化妝品和化學(xué)合成領(lǐng)域。

  研究人員表示，盡管目前該裝置將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化率僅為10%左右，但研究團(tuán)隊(duì)對通過優(yōu)化催化劑設(shè)計(jì)提高轉(zhuǎn)化率充滿信心。

  該研究成果日前發(fā)表在英國《自然-催化》雜志上。