新材料可能有助于利用光将二氧化碳转化为燃料

科学家已经开发了一种材料，该材料可以利用光将二氧化碳转化为燃料和其他富含能量的产品，而不会产生不需要的副产品。 这一成就标志着在开发可产生燃料的技术，同时降低使用太阳能发电的有效温室气体水平方面迈出了重要的一步。

当暴露于可见光时，该材料 (一种 “海绵状” 镍有机晶体结构) 将二氧化碳 (CO2) 转化为一氧化碳 (CO) 气体，该气体可以进一步转化为液体燃料，溶剂和其他有用的产品。

美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室 (Berkeley Lab) 的科学家郑海梅 (Haimei Zheng) 说: “我们显示，CO生产的选择性接近100，而没有检测到氢气或甲烷等竞争性气体产品。”

在化学中，还原是指电子在反应中的增益，而氧化则是原子失去电子。二氧化碳减少的众所周知的例子是光合作用，当植物将电子从水中转移到二氧化碳，同时产生碳水化合物和氧气。二氧化碳还原需要催化剂来帮助打破分子的稳定键。

在过去的一个世纪中，随着化石燃料的快速消耗以及对可再生能源的需求，人们对开发用于太阳能还原二氧化碳以产生燃料的催化剂的兴趣有所增加。

研究人员特别热衷于消除二氧化碳还原中的竞争性化学反应。Zheng说: “在我们的工作之前，还没有完全抑制光催化CO2-to-CO转化过程中竞争的氢释放。”

研究人员开发了一种创新的激光化学方法来制造金属-有机复合材料。他们将镍前体溶解在三甘醇溶液中，并将溶液暴露在未聚焦的红外激光下，当金属吸收光时，溶液中会引发连锁反应。

产生的反应形成金属-有机复合材料，然后从溶液中分离出来。“当我们改变激光的波长时，我们会得到不同的复合材料，” 郑实验室的材料科学家牛开阳说。“这就是我们确定反应是光活化的，而不是热活化的，” Niu说。这项研究发表在《科学进展》杂志上。