哈佛大【dà】学研【yán】究人员近【jìn】日在【zài】模拟自然【rán】光【guāng】照的条件下，利用廉价的过【guò】渡金【jīn】属材料合成出“人工树叶”，成功实现二氧化碳的【de】高效【xiào】固定【dìng】，并达到12.7 %的太阳能转化率，是【shì】自然界叶片转化效率的30倍【bèi】以【yǐ】上。相关成果20日发表在《细胞》杂【zá】志旗【qí】下【xià】《Chem》期刊上。
二【èr】氧化【huà】碳【tàn】是当前温室效应的主要来源之一，如何有效【xiào】地【dì】捕集、处理二氧化碳成为全球关【guān】注的【de】焦点。自然【rán】界【jiè】树叶的光合作【zuò】用，直接利用光能把二氧化碳和水分【fèn】子固定为碳水【shuǐ】化合物【wù】，为【wéi】科学【xué】家提供了一个很好【hǎo】的思路。开发高效低成本的（光【guāng】）电催化剂【jì】来【lái】把【bǎ】二氧化碳【tàn】转化【huà】为更高价值的【de】化工产品和燃料分子、更好地解决全球【qiú】的【de】能源【yuán】与环境【jìng】问题，也是科学家们【men】孜孜以【yǐ】求的目标。
对此【cǐ】，哈佛【fó】大学【xué】罗兰研究所汪【wāng】淏田【tián】团【tuán】队与斯坦福大学崔屹【yì】团队等合【hé】作，构【gòu】建了一【yī】套【tào】由廉价金属镍和钴等材料组成的【de】人工叶片系【xì】统。以锂离子电化学调控的【de】氧化钴【gǔ】催化剂将水分子氧化【huà】，释【shì】放出氧气和质【zhì】子；而镍金【jīn】属单原子催化剂则高效的将【jiāng】质子注入二氧化碳【tàn】分子中，得到【dào】一【yī】氧化碳还原产物【wù】，选择性高达93.2%，后者也是重【chóng】要的化工原料和【hé】燃料气体。
文章通讯作者汪【wāng】淏田20日接受【shòu】科技日【rì】报【bào】采访时表示，在人工【gōng】光【guāng】和作【zuò】用的过【guò】程【chéng】中，最【zuì】具有挑战性的一步就是如【rú】何对二氧化碳进【jìn】行高选择性【xìng】的还原。这是因为绝大部分【fèn】的【de】催化剂更【gèng】愿意【yì】选择把质【zhì】子直接还原【yuán】成氢气分子，而不是将其注入【rù】二氧【yǎng】化碳分子进行还原；传【chuán】统【tǒng】意义上的镍金属催【cuī】化【huà】剂就是这样。而他们在实验中发现，当【dāng】将镍金属催化剂完全分散为镍的单原【yuán】子时【shí】，镍单【dān】原子的物理化学性能发生【shēng】了巨大变化，对二氧【yǎng】化【huà】碳还原【yuán】的选择【zé】性【xìng】从零跃升至93.2%，可与【yǔ】金、银等贵重金属催化【huà】剂媲美。
