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在追求碳中和的能源转型浪潮中，太阳能驱动的水分解制氢技术，一直被寄予厚望。然而，一个不容忽视的现实是：绝大多数光催化研究仍停留在实验室阶段。在模拟光源、恒温环境和纯净体系下表现卓越的催化材料，一旦置于真实太阳光下，往往面临性能急剧衰减的窘境—光谱波动、强度变化、温度周期及复杂环境因素，共同构成了从实验室走向实际应用的“第一道鸿沟”。

武汉纺织大学陈嵘课题组近期发表的研究报道了一种双金属pt-rh/tio₂光催化剂，在室温（25 ℃）常压条件下成功将有毒的一氧化碳（co）与h₂o高效转化为乙烯（c₂h₄）。该研究通过精准调控pt与rh的原子比例（最优为2:8），实现了c₂h₄产率高达362.94 µmol·g⁻¹，选择性达45%，并在连续26小时光照下保持稳定性能。结合原位表征与dft计算，揭示了pt-rh合金中rh位点作为co还原的主要活性中心，促进电子积累与不对称c-c耦合，显著降低反应能垒，为温和条件下co资源化利用提供了新策略。

co₂不仅是导致气候变暖的“元凶”，还能变身清洁能源甲烷！近日，上海交通大学、北京大学和加拿大麦吉尔大学的联合团队在《advanced science》发表重磅研究，首次将多组分合金与氮化镓纳米线结合，创造出一种高效“光热耦合催化系统”，在290 ℃下通过外部加热照射3 w/cm²的白光，将二氧化碳转化为甲烷的产率提升至199 mmol·g⁻¹·h⁻¹，选择性高达93%！这项技术为碳中和目标提供了新的思路。

华南理工大学叶代启教授团队在《acs catalysis》上发表了一篇有关光热催化co₂逆水煤气转化（rwgs）反应的重大成果的文章。该研究设计了一种基于聚光太阳能系统的光热催化装置，用于高效驱动co₂逆水煤气变换（rwgs）反应，将co₂转化为co燃料。研究团队开发了一种新型ni−c−in（ni/c−in₂o₃）催化剂，通过碳掺杂和镍团簇修饰，实现了在模拟太阳光（1521.9 mw/cm²）和自然阳光下的高活性与稳定性。实验结果表明，该催化剂在无外部加热条件下（仅依靠光致热），co选择性达100%，co

在全球努力将气温上升控制在1.5℃以内的大背景下，实现温室气体净零排放成为各国的重要目标。目前，化石燃料的开采、提炼、运输和燃烧所产生的温室气体排放占全球总量的70%以上，因此，向低碳能源转型迫在眉睫。氢气作为一种极具潜力的零排放能源载体，在难以电气化的行业，如重工业、寒冷地区的空间供暖和重型运输等领域，发挥着关键作用。

在全球应对气候变化、推动能源转型的背景下，清洁能源的开发尤为紧迫。氢气作为零碳能源载体，广泛应用于氢燃料电池汽车和储能系统。然而，目前仅有5%的氢气通过绿色电解工艺制取，超过 90% 的氢气依赖天然气/沼气重整，这一过程带来了大量的二氧化碳排放，严重阻碍了能源的绿色转型进程。

传统化学反应主要是通过加热的方式活化反应物，为反应体系提供跨越热力学能垒的能量，促使反应物向产物的转化。在热催化体系中，反应物分子在催化剂表面吸附活化，改变化学反应路径、从而降低反应活化能使反应容易进行。而光催化则是利用光子的能量来催化反应，反应机理和路径与热催化截然不同，反应条件温和，易操作。

光催化技术经过50多年的发展，取得了显著的进步，并已广泛应用于多个领域，包括光催化产氢、光催化co₂还原、光催化污染物降解等。然而，光催化反应中光生电子（e⁻）和空穴（h⁺）的快速复合问题，导致整体反应效率较低，使得光催化技术的产业化进程面临诸多挑战。为了解决这一问题，研究人员开始探索多场协同光催化技术，以提高光催化反应的效率和选择性。

清华大学唐军旺院士团队联合中国科学技术大学黄伟新教授团队、英国卡迪夫大学c. richard a. catlow院士团队和香港大学郭正晓教授团队，首次地提出分子内结 (intramolecular junction) 概念，并证实具有分子内结效应的ctf-1材料可以促进光生电子-空穴对在空间上快速分离，光生空穴富集的位点有利于甲烷分子的活化，而活化后的甲基物种迁移至光生电子富集的区域，进而在空间上分离甲烷活化，甲基的偶联和氧气的还原，抑制了甲基的过度氧化，提升c-c偶联产物的选择性。

光电转化效率（ipce，incident photon-to-current efficiency）是光电催化和光伏研究中的关键表征参数，用于评估材料在不同波长光照下将入射光子转化为光电流的能力，其测量反映了材料的光电转换效率和波长依赖性。

电极极化是指电极电位偏离其平衡电位的现象，通常由外加电流或电场引起。这一现象反映了电极反应动力学和界面传质过程的综合效应。

近日，美国三院院士/莱斯大学naomi j. halas教授联合peter nordlander教授等人在nature catalysis期刊上发表了题为“steam methane reforming using a regenerable antenna–reactor plasmonic photocatalyst”的最新成果。