一種新的催化劑讓人類有望實現用可再生能源產生甲烷的方法。
長期以來，能源領域的研究工作者一直在模仿光合作用，利用太陽能產生化學燃料。現在，一個科研團隊開發了一種新型的銅鐵基催化劑，該催化劑使用光將二氧化碳轉化為甲烷。如果可以進一步改進新催化劑，它將有助於減少我們對化石燃料的依賴。
燃燒時，甲烷分解成二氧化碳和水，釋放出用於發電的熱量。利用陽光生產甲烷基本上與該過程相反，將二氧化碳和水加電，以重新形成甲烷的化學鍵。
但是，這種轉換並不容易。必須將八個電子和四個質子添加到一分子的二氧化碳中，以形成一分子的甲烷。每個步驟都需要添加電子和質子所需要的能量。
幾年前，科學家發現，將銅顆粒與吸光材料搭配使用，可以將二氧化碳轉化為含有高能量的化合物。但是，這樣的轉化過程效率和速度很低。因此，研究人員嘗試兩種金屬顆粒置於納米線上。納米線的設計就像一個微型電池，吸收陽光並轉化為電能，從而為催化反應的提供能量。
現在，Mi和他的團隊想出了一個解決辦法。他們從在商用硅片上的相同GaN氮化鎵納米線開始，採用一種稱為電沉積的標準技術，添加了5至10納米寬的由銅和鐵的混合物組成的微小顆粒。該裝置在光照下條件下，將二氧化碳和水轉化為甲烷，光能利用率為51%。
計算機模型表明，催化劑中的兩種金屬共同作用以約束CO 2分子，迫使它們更易於反應和吸收進入的電子，改過程降低了能量消耗。
與許多其他產生燃料的光吸收劑和催化劑相反，當前方法的材料價格便宜。科研人員下一步將會提高甲烷的生產效率和速度。如果研究成功，這種“人造光合作用”可以為世界提供一種新的製造燃料的方法。
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