英研发光催化材料高效转化二氧化碳

英国曼彻斯特大学科研团队在《美国化学会志》发表突破性成果，研发出一种新型光催化材料，能够利用太阳能和水将二氧化碳（CO₂）高效转化为一氧化碳（CO）。这一关键产物是制造燃料、塑料、药品及多种化工产品的核心原料，为温室气体资源化利用开辟了新方向。

二氧化碳虽是气候变化的主要推手，但作为丰富的碳资源，其高效转化仍是全球科学界面临的重大挑战。该研究巧妙融合了生物学酶催化机制与材料科学，创造出一种类似生物酶行为的固态材料。这种材料在可见光激发下可激活并转化二氧化碳，反应后自身能迅速再生，持续捕获并转化更多CO₂分子。

该催化体系基于金属有机框架（MOF）技术，采用含氨基有机配体的铈基MOF材料。光照诱导材料发生短暂电子变化，在孔隙中形成瞬态“开放位点”，精准捕获CO₂分子并转化为CO后释放。实验显示，该催化剂在实验室环境下几乎无副产物，转化效率远超现有参考材料，且无需贵金属或消耗性化学试剂，仅依赖光、水和二氧化碳即可实现单一高价值产物输出。

研究团队强调，尽管目前仍处于基础研究阶段，但该成果为设计下一代CO₂转化催化剂提供了清晰蓝图。通过模仿自然界的化学反应控制机制，人类有望开发出更高效的清洁能源技术。这一原理未来可拓展至多种反应体系，加速太阳能燃料技术的商业化进程。

对中国而言，该技术在“双碳”目标下具有重要参考价值，特别是在光催化制氢与碳捕集利用（CCUS）领域，可借鉴其仿生设计思路优化催化剂结构，推动绿色化工技术自主创新。