CO₂还原作为人工光合系统是一种很有前途的生产绿色能源和化学品的技术，因为它利用光能将H₂O和CO₂转化为有价值的产品，如CO、HCOOH、CH₃OH、CH₄，最好是高级碳氢化合物。在光催化还原中，应使用水作为二氧化碳还原的氢源和电子源。此外，由于CO₂的八电子还原产物，CH₄的形成是一个有吸引力且具有挑战性的课题。

近日，东京理科大学Akihiko Kudo使用Rh−Ru/NaTaO₃:Sr成功演示了光催化CO₂还原以水作为电子供体形成CH₄。

文章要点

1）需要强调的是，研究人员观察到水氧化产生的合理O₂作为CO₂还原成CH₄的对应物，表明上行反应是在光催化下进行的。

2）Rh−Ru助催化剂不仅可以将CO₂转化为CH₄，还可以实现独特的O₂储存行为。因此，Rh−Ru助催化剂和Sr掺杂对于合理的CH₄形成和O₂储存是必要的。

负载助催化剂和掺杂策略的结合是实现CH₄合理生成的关键因素。

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Wasusate Soontornchaiyakul, et al, CH₄ Synthesis from CO₂ and H₂O of an Electron Source over Rh−Ru Cocatalysts Loaded on NaTaO₃:Sr Photocatalysts, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c06413

https://doi.org/10.1021/jacs.3c06413