利用地球上豐富的元素作為光催化系統的碳捕獲技術取得了巨大的進展
東京理工大學的研究人員設計了一種僅基於常見元素的二氧化碳減排方法。這是迄今為止報道的同類系統中性能最好的，達到了二氧化碳減排產品總量子產量的57%，提高了成本效益高的碳捕獲解決方案的前景。隨著全球變暖成為21世紀人類面臨的最大挑戰之一，遏制不斷增加的二氧化碳排放比以往任何時候都更加緊迫。
在一項研究發表在《美國化學學會雜誌》上的Osamu Ishitani和他的同事們在東京理工學院(日本技術)和日本的國家先進工業科學技術報告一個光催化[1]系統,讓科學家更接近實現人工光合作用,創建一個可持續的目標系統類似於植物將二氧化碳轉換成有用的能源利用地球豐富的金屬。
雖然金屬絡合物光催化系統已被報道用於二氧化碳減排，但其中許多使用貴金屬和/或稀有金屬絡合物。與這些利用稀有金屬(如釕和錸)的方法相比，利用地球上豐富的金屬“更綠色”、更便宜，因此引起了人們的極大興趣。他們的新工藝由兩部分組成:1)作為氧化還原光敏劑[2]的銅絡合物(CuPS)和2)錳基催化劑Mn(4OMe)。
CuPS是一種穩定高效的氧化還原光敏劑，12小時輻照分解率僅為2%。此外，與目前研究的其他光敏劑相比，CuPS具有更強的還原能力。該團隊報告CO2還原產物的總量子收率為57%，基於錳催化劑的轉化率在1300以上，CO2還原選擇性為95%。尤其值得一提的是，57%的比例非常可觀，正如研究人員所言:“據我們所知，這是利用豐富元素減排二氧化碳的最高量子產量，其產量將與稀有金屬相當。”
這項研究突出表明，化學的逐步進步可能會對實現無化石燃料未來的更廣泛目標產生重大影響。
這項研究得到了日本科技廳旨在加速戰略創新的CREST項目的支持。
技術術語
光催化:指一種光驅動的過程，可以加速特定的反應感興趣。
氧化還原光敏劑:啟動光化學單電子從還原劑轉移到催化劑的一種組分。
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