一种新的催化剂让人类有望实现用可再生能源产生甲烷的方法。
长期以来，能源领域的研究工作者一直在模仿光合作用，利用太阳能产生化学燃料。现在，一个科研团队开发了一种新型的铜铁基催化剂，该催化剂使用光将二氧化碳转化为甲烷。如果可以进一步改进新催化剂，它将有助于减少我们对化石燃料的依赖。
燃烧时，甲烷分解成二氧化碳和水，释放出用于发电的热量。利用阳光生产甲烷基本上与该过程相反，将二氧化碳和水加电，以重新形成甲烷的化学键。
但是，这种转换并不容易。必须将八个电子和四个质子添加到一分子的二氧化碳中，以形成一分子的甲烷。每个步骤都需要添加电子和质子所需要的能量。
几年前，科学家发现，将铜颗粒与吸光材料搭配使用，可以将二氧化碳转化为含有高能量的化合物。但是，这样的转化过程效率和速度很低。因此，研究人员尝试两种金属颗粒置于纳米线上。纳米线的设计就像一个微型电池，吸收阳光并转化为电能，从而为催化反应的提供能量。
现在，Mi和他的团队想出了一个解决办法。他们从在商用硅片上的相同GaN氮化镓纳米线开始，采用一种称为电沉积的标准技术，添加了5至10纳米宽的由铜和铁的混合物组成的微小颗粒。该装置在光照下条件下，将二氧化碳和水转化为甲烷，光能利用率为51%。
计算机模型表明，催化剂中的两种金属共同作用以约束CO 2分子，迫使它们更易于反应和吸收进入的电子，改过程降低了能量消耗。
与许多其他产生燃料的光吸收剂和催化剂相反，当前方法的材料价格便宜。科研人员下一步将会提高甲烷的生产效率和速度。如果研究成功，这种“人造光合作用”可以为世界提供一种新的制造燃料的方法。
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