在自然界中,光合细胞器利用太阳辐射,通过精细的超分子组装,从水和大气中的二氧化碳中产生富含能量的化合物。尽管人工光催化循环已被证明以更高的本征效率发生,但在水中对多电子CO2还原的低选择性和稳定性阻碍了其实际应用。为选择性和高效的太阳能燃料生产创造模仿自然光合装置的水相容性人工光催化系统仍然是一个重大挑战。鉴于此,来自中国科学院大学的Jia Tian等人开发了一种高度稳定和高效的人工球形色团纳米胶束系统。
文章要点:
1) 该研究开发的这一系统由锌卟啉两亲物和钴催化剂在水中自组装,用于CO2到甲烷的转化,周转数>6600,选择性89%超过30天,且分级自组装诱导了球形天线效应,可以促进光催化过程,初始太阳能与燃料的效率为15%;
2) 此外,该研究还发现,这一系统具有在水中以高选择性有效地将大气中的CO2还原为甲烷的能力。
参考资料:
Yu, J., Huang, L., Tang, Q. et al. Artificial spherical chromatophore nanomicelles for selective CO2 reduction in water. Nat Catal (2023).
10.1038/s41929-023-00962-z
https://doi.org/10.1038/s41929-023-00962-z