可见光能加入二氧化碳回收过程可产生一举两得的效果

通过将可见光与电化学相结合，研究人员提高了二氧化碳向有价值产品的转化率，并偶然发现了一个令人惊讶的现象。该团队发现，可见光显著改善了一种重要的化学属性，即选择性，这不仅为二氧化碳转化开辟了新途径，也为催化研究和化学制造中使用的许多其他化学反应开辟了新途径。

诺伊大学厄巴纳-香槟分校化学教授 Prashant Jain 表示，化学家将二氧化碳回收利用为有价值产品的一种方法是通过一种称为电化学还原的过程，其中二氧化碳气流通过电解池，将二氧化碳和水分解为一氧化碳和氢气，然后可用于制造新的所需的碳氢化合物产品。

“然而，该反应非常缓慢，并且该过程需要大型电极，其中含有大量昂贵的催化剂材料，例如金或铜，因此我们的实验室一直在寻找加快该过程的方法，以便需要更少的催化剂材料，使其成为替代燃料行业更可行的选择，”Jain说。

这项新研究由贾恩和前研究生弗朗西斯·阿尔康 (Francis Alcorn) 领导，发表在美国《美国国家科学院院刊》上，详细介绍了一种将可见光的作用与涂有金铜合金纳米粒子的电极相结合的方法，以比目前方法更高的速率诱导二氧化碳还原，并实现更可控的选择性。

“这些新电极就像微型天线一样，可以寻找可见光范围内的光子并将它们与化学反应途径结合起来，”Jain 说。

在实验室中，电极浸入二氧化碳、水和电解质溶液中以增强导电性。然后，研究小组在电极上施加电压，同时用可见光激光照射电极表面。由此产生的反应迅速产生一氧化碳(来自二氧化碳的分解)和氢气(来自水分子的分解)。