哈佛【fó】大学【xué】研究【jiū】人【rén】员近日在【zài】模【mó】拟自然光照的条【tiáo】件下，利用【yòng】廉价的过渡金属材料合【hé】成出“人工【gōng】树叶【yè】”，成功实【shí】现二氧化碳的高效固定，并达到12.7 %的【de】太阳能转化【huà】率，是自然界叶片转化效率的30倍以上。相关【guān】成【chéng】果20日发表在《细胞》杂志旗下《Chem》期刊上【shàng】。
二【èr】氧化碳是【shì】当【dāng】前【qián】温室效应的主要来【lái】源之一，如何有效地捕集【jí】、处理二氧化【huà】碳成为全【quán】球关注的焦点。自然【rán】界树【shù】叶【yè】的光合作用【yòng】，直接利用光能把二氧化碳和水分子固定为【wéi】碳水【shuǐ】化合物，为【wéi】科学家提供了一个很好的思路【lù】。开发高效【xiào】低成本【běn】的（光）电催化剂来【lái】把二【èr】氧化碳转化为更【gèng】高价值【zhí】的化工产【chǎn】品和燃料【liào】分子、更【gèng】好地解【jiě】决全球的能源与环【huán】境问题，也是【shì】科学家们【men】孜孜以求的目标。
对此，哈佛【fó】大学罗【luó】兰研究所【suǒ】汪淏田团队与【yǔ】斯【sī】坦福大学崔【cuī】屹团队等合作，构建了一套由【yóu】廉价金属【shǔ】镍【niè】和钴等材料组【zǔ】成【chéng】的人工叶片【piàn】系统【tǒng】。以锂离子电化【huà】学调控的氧化钴催化剂将水【shuǐ】分子氧化，释【shì】放出氧【yǎng】气和质子；而镍金【jīn】属【shǔ】单原子催化剂则高效的将质子【zǐ】注入二氧化碳分子中，得到一氧【yǎng】化碳还原产物，选择性高达93.2%，后者【zhě】也【yě】是重要【yào】的化工原料和燃料气体【tǐ】。
文【wén】章通讯作者【zhě】汪淏田20日接受科技日报【bào】采访【fǎng】时表示，在人工光和作用【yòng】的过程中，最具有挑战性【xìng】的一步【bù】就是如何对【duì】二氧化碳进行高选择【zé】性的还原。这是因为绝大部分的催化剂【jì】更愿【yuàn】意选择把质子直接还原【yuán】成氢气分子，而不是将【jiāng】其注【zhù】入【rù】二氧化碳【tàn】分子进行还原；传统意义【yì】上的【de】镍金属催化剂就是这样。而他们在实【shí】验【yàn】中发【fā】现，当将镍【niè】金属【shǔ】催化【huà】剂【jì】完全分散【sàn】为镍【niè】的单原子时，镍单原子的物理化学性能发生了巨大【dà】变化，对【duì】二氧化【huà】碳还原的【de】选择【zé】性从零跃升至93.2%，可与金、银【yín】等贵重金【jīn】属【shǔ】催化剂【jì】媲美。
