該研究開發(fā)了單原子層薄的的CuIn5S8層催化劑，通過選擇性可見光的驅(qū)動，成功將二氧化碳(CO2)光催化還原生產(chǎn)甲烷(天然氣/CH4)，且催化產(chǎn)物產(chǎn)物單一性接近100%。

CO2光還原通常會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，因此CO2光還原的一個重大挑戰(zhàn)是在保持高轉(zhuǎn)換效率的同時實現(xiàn)對單一產(chǎn)物的選擇性。所以通過仔細(xì)的催化劑設(shè)計控制在催化劑表面上形成的反應(yīng)中間體是至關(guān)重要的。

在這項研究中，研究人員設(shè)計了，單原子層薄的的CuIn5S8層，其中含有富含電荷的Cu-In雙重位點(diǎn)，這對于從二氧化碳(CO2)光催化還原生產(chǎn)甲烷(CH4)具有高度選擇性。因為Cu-In雙位點(diǎn)形成高度穩(wěn)定的Cu-C-O-In中間體是決定選擇性的關(guān)鍵特征。

單原子層CuIn5S8對可見光驅(qū)動的CO2還原為CH4的選擇性接近100%，速率達(dá)到8.7μmol/g/h。

這一技術(shù)發(fā)展成熟后，將為節(jié)能減排、緩解全球變暖，以及減少人類對化石能源的依賴等找到新的解決方式。