中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所的科研團(tuán)隊(duì)在空氣凈化領(lǐng)域取得重要突破，開發(fā)出一種受植物光合作用啟發(fā)的二氧化碳轉(zhuǎn)化新技術(shù)。該成果通過模擬自然界的電子暫存機(jī)制，成功解決了人工光合作用中電子與空穴難以同步利用的核心難題，相關(guān)研究論文已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·通訊》。

植物通過光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的過程，為人類處理溫室氣體提供了天然范本。但傳統(tǒng)人工模擬技術(shù)面臨關(guān)鍵瓶頸：光激發(fā)產(chǎn)生的電子與空穴壽命極短，導(dǎo)致二氧化碳還原與水氧化反應(yīng)難以協(xié)調(diào)進(jìn)行。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出電子存儲(chǔ)策略，通過材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使系統(tǒng)具備光照儲(chǔ)能、按需釋能的功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)進(jìn)程的精準(zhǔn)調(diào)控。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，科研人員制備的銀修飾三氧化鎢（Ag/WO3）材料與酞菁鈷復(fù)合后，二氧化碳轉(zhuǎn)化效率較單一催化劑提升近百倍。這種新型復(fù)合體系不僅適用于多種催化組分，在自然光條件下也能保持穩(wěn)定運(yùn)行。研究證實(shí)，該技術(shù)路徑可高效生產(chǎn)一氧化碳、甲烷等清潔能源，為太陽能驅(qū)動(dòng)的二氧化碳資源化利用開辟了新方向。

該成果突破了傳統(tǒng)催化體系對(duì)連續(xù)光照的依賴，通過電子存儲(chǔ)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了光能利用的時(shí)空分離。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的模塊化設(shè)計(jì)方法，可根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景靈活組合催化組件，為工業(yè)級(jí)二氧化碳轉(zhuǎn)化裝置的研發(fā)提供了理論支撐和技術(shù)儲(chǔ)備。目前相關(guān)技術(shù)已進(jìn)入中試優(yōu)化階段，有望在能源轉(zhuǎn)型和碳中和領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。