利用地球丰富的元素作为光催化系统的碳捕获技术取得了巨大的进展

利用地球丰富的元素作为光催化系统的碳捕获技术取得了巨大的进展

东京理工大学的研究人员设计了一种仅基于常见元素的二氧化碳减排方法。这是迄今为止报道的同类系统中性能最好的，达到了二氧化碳减排产品总量子产量的57%，提高了成本效益高的碳捕获解决方案的前景。随着全球变暖成为21世纪人类面临的最大挑战之一，遏制不断增加的二氧化碳排放比以往任何时候都更加紧迫。

在一项研究发表在《美国化学学会杂志》上的Osamu Ishitani和他的同事们在东京理工学院(日本技术)和日本的国家先进工业科学技术报告一个光催化[1]系统,让科学家更接近实现人工光合作用,创建一个可持续的目标系统类似于植物将二氧化碳转换成有用的能源利用地球丰富的金属。

虽然金属络合物光催化系统已被报道用于二氧化碳减排，但其中许多使用贵金属和/或稀有金属络合物。与这些利用稀有金属(如钌和铼)的方法相比，利用地球上丰富的金属“更绿色”、更便宜，因此引起了人们的极大兴趣。他们的新工艺由两部分组成:1)作为氧化还原光敏剂[2]的铜络合物(CuPS)和2)锰基催化剂Mn(4OMe)。

CuPS是一种稳定高效的氧化还原光敏剂，12小时辐照分解率仅为2%。此外，与目前研究的其他光敏剂相比，CuPS具有更强的还原能力。该团队报告CO2还原产物的总量子收率为57%，基于锰催化剂的转化率在1300以上，CO2还原选择性为95%。尤其值得一提的是，57%的比例非常可观，正如研究人员所言:“据我们所知，这是利用丰富元素减排二氧化碳的最高量子产量，其产量将与稀有金属相当。”

这项研究突出表明，化学的逐步进步可能会对实现无化石燃料未来的更广泛目标产生重大影响。

这项研究得到了日本科技厅旨在加速战略创新的CREST项目的支持。

技术术语

光催化:指一种光驱动的过程，可以加速特定的反应感兴趣。

氧化还原光敏剂:启动光化学单电子从还原剂转移到催化剂的一种组分。