新型“人工树叶”装置可将二氧化碳转化为清洁燃料

  “人工树叶”是一种模仿植物光合作用原理的材料或装置。一个国际研究团队日前研发出一种新型“人工树叶”装置，借助催化剂能够利用太阳能将二氧化碳转化为清洁燃料和化学品，为可持续能源和化工生产提供了新途径。

  在本项研究中，英国剑桥大学与美国加利福尼亚大学伯克利分校等机构组成的研究团队在可高效利用太阳能的钙钛矿材料“人工树叶”表面附着了一种铜纳米花催化剂。

  与大多数只能将二氧化碳转化为单碳分子的金属催化剂不同，铜纳米花催化剂独特的花瓣状三维结构赋予其更优异的催化性能，能够将二氧化碳转化为含有两个碳原子的复杂碳氢化合物（如乙烷和乙烯），而这些化合物是生产液体燃料、化学品和塑料等的关键原料。

  目前，几乎所有的碳氢化合物都来自化石燃料。研究团队开发的新方法可以将二氧化碳、水和甘油制成清洁的化学品和燃料，且不会产生任何额外的碳排放。

  为进一步提高效率，研究团队还在装置中引入硅纳米线电极来氧化甘油，大幅提升了反应效率。新装置能更高效产出碳氢化合物，同时生成甘油酸、乳酸等高附加值化学品，可应用于制药、化妆品和化学合成领域。

  研究人员表示，尽管目前该装置将二氧化碳转化为碳氢化合物的转化率仅为10%左右，但研究团队对通过优化催化剂设计提高转化率充满信心。

  该研究成果日前发表在英国《自然-催化》杂志上。