二氧化碳转化为碳二化合物：钙钛矿与铜的创新结合

来自 实验室仪器网

近期发表的一项研究中，研究人员和合作伙伴在利用太阳能将二氧化碳转化为液体燃料和其他有用化学物质方面取得了进展。发布在《自然催化》杂志。

研究人员展示了一种自给式碳-碳（C2 ）生产系统，该系统将铜的催化能力与用于光伏太阳能电池板的材料钙钛矿相结合。这一突破源于二十多年的研究成果，使科学界距离模拟自然界绿叶的生产力更近了一步。

参与这一多机构合作的研究人员极大地提高了我们对利用阳光、二氧化碳和水生产液体燃料的方法的理解。

研究团队追踪了植物叶片中的自然过程，创建了一个类似光合作用的系统。叶片光合作用元件的每一个组成部分都必须被复制和完善。

科学家们基于数十年的研究成果，利用卤化铅钙钛矿光吸收剂来模拟树叶吸收光的叶绿素。受天然光合作用酶的启发，他们创造了形似微型花朵的铜电催化剂。

先前的研究已经成功地利用生物材料模拟了光合作用，但这项研究采用了一种无机材料-铜。虽然铜的选择性不如生物材料，但它为设计人造叶片系统提供了一种更具弹性、更稳定、更持久的选择。

项目的研究人员致力于构建该新型器件的阴极和阳极。团队使用实验室分子铸造厂的仪器，将器件与金属触点组装在一起。在实验室进行研究期间，他们使用模拟持续强烈太阳辐射的太阳模拟器来测试新器件的选择性。

此前，各研究小组取得了突破性进展，成功在光阳极室中实现有机氧化反应，并在光阴极室中生成碳碳化合物。这一成果最终在一个邮票大小的装置中构建出了一种逼真的人造叶子结构，仅利用阳光即可将二氧化碳转化为碳碳分子。

该装置产生的C2化学物质是众多公司生产我们日常生活中宝贵产品的前体原料，这些产品涵盖从塑料聚合物到尚无法使用电池驱动的重型车辆（例如飞机）的燃料。计划提高系统的效率并增大假叶子的尺寸，以提高该解决方案的可扩展性。

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