研究概述工業排放產生的大量余熱可以為CO2轉化提供能源，CO2轉化依賴于H2氣體，且在低溫下無法完成。基于此，2024年11月22日，中國科學院地球環境研究所黃宇研究員、中國科學院大氣物理研究所所長曹軍驥研究員、中國科學技術大學/安徽師范大學熊宇杰教授在國際期刊Nature Communications發表題為《Integrable utilization of intermittent sunlight and residual heat for on-demand CO2 conversion with water》的研究論文，其團隊成員石先進為論文一作。在這里，該研究報道了一種利用陽光和水在催化劑中存儲電子和氫原子的方法，這些電子和氫原子可以在黑暗中相對較低的溫度（150-300 °C）下釋放，用于CO2還原，從而實現按需CO2轉化。作為概念驗證，通過在六方三氧化鎢上負載單個Cu位點（Cu/WO3），開發了一種模型催化劑。在光照下，光催化水分解制氫原子，并與電子一起儲存在Cu/WO3中，形成亞穩中間體（Cu/HxWO3）。隨后，通過低溫加熱活化Cu/HxWO3，釋放儲存的電子和氫原子，將CO2還原為有價值的產物。此外，該研究還證明了利用自然陽光驅動這一過程的實際可行性，為利用間歇性太陽能來進行CO2用開辟了一條途徑。圖文解讀
圖1：CO2轉化示意圖
圖2：催化劑的表征
圖3：催化劑中電子和氫原子的儲存
文獻信息
Shi, X., Peng, W., Huang, Y.?et al.?Integrable utilization of intermittent sunlight and residual heat for on-demand CO2?conversion with water.?Nat. Commun.?15, 10135 (2024).
