文献综述
在人类社会中,能源短缺和环境污染是两个主要的全球性挑战。
当今世界的能源消耗主要依赖于化石能源,人们愈发担忧人类活动将不仅加速化石燃料的消耗,还会导致温室气体的排放并打破自然界的碳平衡。
如何减少和有效利用CO2成为了世界各国关注的热门话题1。
已有很多新型能源的出现减少了CO2的排放,另外将CO2为原料转化为含碳化合物的技术,是实现环境净化和全球碳平衡的理想途径之一,包括生物转化2、热化学转化3、电化学转化4和光催化转化5-8。
其中,光催化转化是通过半导体材料在太阳光照射下将CO2还原为烃或醇类化学燃料的一种手段。
由于CO2是热力学上非常稳定的化合物,其中C为 IV价,所以在这些转化过程中需要更高的能量输入来打破C=O键,比如热能、电能、太阳等。
相对于其他能源,太阳能是免费的、清洁无污染的。
有研究表明,地球每秒钟接受的太阳辐照能量高达173000太瓦,约为500万吨标准煤燃烧所提供的能量9-10。
因此,光催化还原CO2不仅可以减少CO2排放,同时还可以开发利用可再生能源,是高效、清洁地实现碳循环的重要途径之一11。
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