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近日，西安交通大學教授郭烈錦、副研究員劉亞發現了一種使用近紅外光直接光催化CO2還原的新方法，相關研究成果發表在ACS NANO。
相關研究成果發表在ACS NANO。（研究團隊供圖）
光催化二氧化碳轉化為燃料是實現全球碳中和的一種很有前途的策略。近年來，人們致力于開發各種利用陽光和二氧化碳減排系統的技術。通常研究的太陽能CO2還原系統包括光催化系統、光伏-電化學系統、光電化學系統和太陽能熱化學系統。其中，光催化還原CO2和H2O以生產燃料，使其能夠使用直接的陽光作為能源，通常被認為是一項很有前途的技術。然而，光催化CO2還原的效率仍然遠遠落后于工業應用的要求。原因之一是太陽能利用不足。大多數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。這種近紅外光響應過程發生在具有納米分支結構的原位生成的Co3O4/Cu2O光催化劑上。光輔助開爾文探針力顯微鏡和相關的光催化測量表明，近紅外光照射后表面光電壓增加。還發現Cu(I)在這種原位生成的Co3O4/Cu2O上可以促進 *CHO中間體的形成，從而使CH4的產率達到6.5 μmol/h，選擇性達到99%。此外，還實現了一種面向實際的太陽能直接驅動的光催化CO2還原，并在集中的陽光下實現了12.5 μmol/h的燃料產率。
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