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據美國《科學日報》網站2月2日報道，在許多國家，脫碳已經成為一項優先任務，科學界正在致力于“碳捕獲”技術。二氧化碳是導致全球變暖的主要溫室氣體之一。如果二氧化碳能夠轉化為能源，那么在解決環境問題上將是一箭雙雕的事。

由香港城(cheng)市大(da)學牽頭的一個聯合(he)研究團隊研發出一種新(xin)的光催化劑，可以利用陽光有效地將二氧化碳轉化為甲(jia)烷燃料(liao)。他們(men)的研究顯(xian)示，在(zai)反應(ying)過程(cheng)的前8小時，所產生的甲(jia)烷數量接近(jin)翻(fan)了(le)一番。

報道稱，這項研究由香港(gang)城市大學(xue)能源(yuan)與環境學(xue)院副(fu)教授吳永豪博(bo)士牽頭，與澳大利(li)亞(ya)、馬來西亞(ya)和英國的(de)研究人員合作(zuo)進行。他們的(de)研究成果最近發表(biao)在德國科學(xue)期刊《應用化(hua)學(xue)》上，論(lun)文標題為《金(jin)屬有機骨架(jia)修飾氧化(hua)亞(ya)銅納米線用于(yu)選擇性光(guang)催化(hua)CO?還原為CH?》。

吳永(yong)豪(hao)說：“受自然界光合作用的啟發(fa)，我們新設計的太(tai)陽能催化(hua)劑可以有效地將(jiang)二氧化(hua)碳(tan)轉化(hua)為甲烷燃料(liao)，從而降低(di)碳(tan)排放。此外，這(zhe)種新的催化(hua)劑是由銅(tong)基材料(liao)制成的，材料(liao)供應充(chong)裕，因此價格可負(fu)擔。”

他解(jie)釋說，利用光催化(hua)劑(ji)將二氧化(hua)碳轉(zhuan)化(hua)為甲烷在熱(re)力學上具有(you)挑戰(zhan)性，因為化(hua)學還原反應(ying)包括同步轉(zhuan)移8個(ge)電(dian)子。在這一過程中更易產生(sheng)對人類有(you)害的一氧化(hua)碳，因為其只需要轉(zhuan)移兩個(ge)電(dian)子。

他指出，在不(bu)同(tong)的研(yan)究中(zhong)，研(yan)究人(ren)員使用半導體(ti)材料氧(yang)化(hua)亞銅作為光催化(hua)劑和電催化(hua)劑，將二氧(yang)化(hua)碳還原(yuan)(yuan)為一氧(yang)化(hua)碳和甲烷(wan)等其(qi)他化(hua)學產(chan)品。然而，該(gai)材料在還原(yuan)(yuan)反應中(zhong)面臨若干(gan)限制，包括(kuo)穩(wen)定性較差和非選擇(ze)性還原(yuan)(yuan)。從生成的混合物中(zhong)分離和提純甲烷(wan)極具挑戰(zhan)性，這(zhe)給(gei)大規(gui)模應用造成了技術障礙。此外，氧(yang)化(hua)亞銅在短暫光照后極易受腐蝕(shi)，并轉化(hua)成金屬(shu)銅或氧(yang)化(hua)銅。

報道稱，為了克服這些挑戰(zhan)，吳永豪及其團隊(dui)合成(cheng)了一種(zhong)新的光(guang)催化物，他(ta)們將(jiang)氧化亞銅(tong)包裹在銅(tong)基金屬有機骨(gu)架中。利用這種(zhong)新催化劑，研究小組可以控(kong)制電子的轉移(yi)，并且選擇(ze)性地(di)產生純甲烷氣(qi)體。

他們發現，與(yu)沒有(you)(you)包裹金(jin)屬有(you)(you)機(ji)骨架的(de)氧化亞銅(tong)相比，在(zai)可見光的(de)照射下，用(yong)金(jin)屬有(you)(you)機(ji)骨架包裹的(de)氧化亞銅(tong)能(neng)將(jiang)二氧化碳(tan)穩定(ding)地轉化為甲烷，而且產量(liang)幾(ji)乎(hu)翻(fan)番。此外，用(yong)金(jin)屬有(you)(you)機(ji)骨架包裹的(de)氧化亞銅(tong)更(geng)耐(nai)用(yong)，其最大二氧化碳(tan)攝取(qu)量(liang)幾(ji)乎(hu)是裸露的(de)氧化亞銅(tong)的(de)7倍。