科學(xué)家們找到了一種有效利用來自太陽的可見光來分解二氧化碳的方法，為緩解全球變暖的新方法打開了大門。在過去的一個半世紀(jì)里，人類活動產(chǎn)生的二氧化碳（CO2）排放量急劇上升，被視為全球變暖和異常天氣模式的主要原因。因此，許多領(lǐng)域的研究重點是降低我們的二氧化碳排放及其在大氣中的水平。

　一個有希望的策略是利用光催化劑--吸收光能并將其提供給反應(yīng)、加速反應(yīng)的化合物來進(jìn)行化學(xué)分解，或被稱為"還原"二氧化碳。有了這種策略，在不使用其他人工能源的情況下，以太陽能為動力減少二氧化碳成為可能，為通往可持續(xù)發(fā)展的未來打開了大門。

由日本名古屋工業(yè)大學(xué)的川崎真司博士和石井洋介博士領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊，一直處于實現(xiàn)高效的太陽能輔助二氧化碳減排的努力的前沿。他們最近的突破發(fā)表在《自然》的《科學(xué)報告》上。

他們的研究始于需要解決碘酸銀（AgIO3）的有限適用性問題，這種光催化劑因?qū)Χ趸歼€原反應(yīng)有用而吸引了大量的關(guān)注。問題是AgIO3需要比可見光所能提供的能量高得多的能量，才能作為一種有效的光催化劑發(fā)揮作用；而可見光是太陽輻射的大部分。

科學(xué)家們試圖通過將AgIO3與碘化銀（AgI）相結(jié)合來解決這一效率問題，后者可以有效地吸收和利用可見光。然而，AgIO3-AgI復(fù)合材料有復(fù)雜的合成過程，使其大規(guī)模制造不切實際。此外，它們的結(jié)構(gòu)沒有為光激發(fā)電子（由光吸收激發(fā)的電子）從AgI到AgIO3的轉(zhuǎn)移提供有效途徑，而這是復(fù)合材料催化活性的關(guān)鍵。

　"我們現(xiàn)在開發(fā)了一種新的光催化劑，它將單壁碳納米管（SWCNTs）與AgIO3和AgI結(jié)合在一起，形成一種三組分復(fù)合催化劑，"川崎博士說，"SWCNTs的作用是多模式的。它同時解決了合成和電子轉(zhuǎn)移途徑的問題"。這種三組分復(fù)合材料的合成過程很簡單，只涉及兩個步驟。1. 使用電化學(xué)氧化方法將碘分子封裝在SWCNT內(nèi)；以及2. 通過將上一步驟的結(jié)果浸入硝酸銀（AgNO3）的水溶液中制備復(fù)合材料。

使用該復(fù)合材料的光譜觀察顯示，在合成過程中，封裝的碘分子從SWCNT中獲得電荷并轉(zhuǎn)化為特定的離子。然后這些離子與AgNO3反應(yīng)，形成AgI和AgIO3微晶體，由于封裝的碘分子的初始位置，這些微晶體均勻地沉積在所有的SWCNT上。用模擬太陽光進(jìn)行的實驗分析表明，SWCNTs也作為導(dǎo)電途徑，光激發(fā)的電子通過它從AgI移動到AgIO3，使二氧化碳有效地還原成一氧化碳（CO）。

　SWCNTs的加入也使得復(fù)合分散體可以很容易地被噴涂在薄膜聚合物上，從而產(chǎn)生靈活的光催化電極，這種電極用途廣泛，可用于各種應(yīng)用。

　Ishii博士對他們的光催化劑的潛力充滿希望。他說："它可以使太陽能減少工業(yè)二氧化碳排放和大氣中的二氧化碳成為一種易于規(guī)?；涂沙掷m(xù)的基于可再生能源的解決方案，解決全球變暖和氣候變化問題，使人們的生活更安全和更健康。"

該團(tuán)隊說，下一步是探索將他們的光催化劑用于太陽能制氫的可能性。