中國科學院地球環境研究所的空氣凈化新技術團隊，近日在國際學術期刊《自然·通訊》發表了一項突破性成果。該團隊提出了一種新型通用策略，實現了二氧化碳與水的高效協同轉化，為人工模擬植物光合作用提供了全新思路。
長期以來，人工光合作用技術面臨關鍵瓶頸：光激發材料產生的電子與空穴壽命極短，導致二氧化碳還原與水氧化反應難以同步持續進行。這一難題嚴重制約了清潔能源轉化效率的提升，成為該領域亟待突破的科學挑戰。
研究團隊從植物生理機制中獲取靈感，創新設計了電子存儲路徑。通過定向材料結構制備，開發出能在光照條件下儲存電子的新型材料。這種材料可根據反應需求精準釋放電子，從而實現對二氧化碳與水反應速率和程度的精確調控。實驗數據顯示，該技術突破了傳統材料的性能局限。
基于上述原理，團隊成功研制出具有電子存儲功能的銀修飾三氧化鎢（Ag/WO?）復合材料。當該材料與催化活性組分酞菁鈷復合后，二氧化碳轉化效率較純酞菁鈷提升近百倍。更值得關注的是，這種策略展現出良好的通用性，可針對不同需求構建多種結構適配的復合催化劑體系。
該技術的另一重大突破在于自然光條件下的穩定運行能力。實驗表明，在模擬自然光照環境中，系統可持續穩定工作，為利用太陽能規模化轉化二氧化碳提供了切實可行的技術方案。這種轉化可生產一氧化碳、甲烷等清潔能源，具有顯著的環境效益和經濟效益。
