科技日报

◎ 科技日报记者 陆成宽

《科学》5日在线发表了光催化氢气“裂解”的重要成果，来自中国科学院大连化学物理研究所等单位的科研人员，提出了一种新型光催化策略，在常温条件下实现氢气异裂，为绿色低碳化工提供了全新路径。

科研人员在气相色谱前检测分析二氧化碳转化为乙烷或乙烯实验结果。中国科学院大连化学物理研究所供图

传统氢气异裂过程需在高温高压下进行，不仅能耗高，也伴随一定的安全风险。在这项研究中，研究团队创新性地提出利用光生电子与空穴共同构建空间相邻的正负电荷中心，成功突破了这一技术瓶颈。他们以金/二氧化钛为模型催化剂，在紫外光激发下，产生束缚态电子-空穴对，实现了常温下的氢气高效异裂。

更令人振奋的是，这种光催化方法在二氧化碳还原反应中展现出显著优势。在常温条件下，氢气异裂产生的活性氢物种可以将二氧化碳全部转化为乙烷，再通过后续装置转化为乙烯，转化率高达99%。而且，催化剂可以稳定运行超过1500小时，显示出极佳的工业应用前景。

论文通讯作者、中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰说，这一技术可以拓展至多种光催化剂体系，甚至可以利用太阳光实现二氧化碳加氢制乙烷，选择性达到90%。