锌-氮化镓催化剂实现CO2与水的光驱动转化

在全球应对气候变化和减少CO₂排放的背景下，人工光合作用成为模仿自然将阳光、水和二氧化碳转化为燃料和化学品的重要研究方向。由周宝文教授领导、穆罕默德·萨尔曼·纳西尔博士主导的研究开发了一种创新的锌修饰氮化镓纳米线催化剂。该催化剂在光照下将CO₂和水高效转化为甲烷（CH₄）和过氧化氢（H₂O₂），为可持续燃料生产提供了实际解决方案。

该催化剂在光催化实验中实现了189 mmol g^–1 h^–1的甲烷生成速率，选择性高达93.6%，并且在连续80小时运行中保持了稳定的性能。该系统不仅可实现能源存储的甲烷生产，还可以生成工业应用所需的过氧化氢。研究表明，锌纳米团簇与氮化镓纳米线之间的相互作用促进了甲酸中间体（HCOO*）的生成，从而提高了反应效率和选择性。

该研究为实现碳中和提供了新的解决方案，通过将可再生能源与燃料生产和化学品合成相结合，为CO₂排放的利用和增值产品的生产开辟了新的可能性。

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