CO产率飙升300%！我国团队造出「电子高速公路」光催化剂，98.7%选择性狙击工业废气-

当全球碳减排陷入“减排伤经济”困局时，传统光催化剂还在为3%的CO2转化效率挣扎？西安交通大学团队在《能源前沿》发布颠覆性成果：其研发的0D/1D铋基钙钛矿/WO₃ Z型异质结光催化剂，在可见光下将CO₂转化为CO的效率提升300%，产物选择性高达98.7%，相当于在工业废气中精准“捕捞”二氧化碳分子，变废为宝不再遥远。

从“单兵作战”到“双剑合璧”：Z型异质结打通电子高速路
传统光催化剂如同孤胆英雄——要么擅长捕捉CO₂却不会分解（如Cs₃Bi₂I₉），要么能分解但效率低下（如WO₃）。研究团队受自然界光合作用启发，创新构建Z型异质结（一种模拟植物光合作用的电子传递链）：

0D铋基钙钛矿（Cs₃Bi₂I₉）化身“捕碳手”，专攻CO₂还原
1D WO₃纳米棒担任“拆水工”，负责水氧化供电子
两者通过原位生长技术精准对接，形成原子级紧密结合。实验显示，电子传输效率提升50倍，如同在纳米世界建成“电子高速公路”。

“点线面”协同黑科技：1D骨架锁住0D粒子防团聚
铋基钙钛矿的致命伤是遇水易“抱团罢工”（自聚集）。团队巧用1D WO₃纳米棒作为骨架，通过静电吸附（WO₃带正电 vs 钙钛矿带负电）将0D钙钛矿纳米颗粒均匀锚定在表面（图1d）。电镜图像显示，15%负载量的复合催化剂（CBI/WO₃-15%）中，钙钛矿颗粒间距稳定在50纳米，彻底解决团聚难题。论文数据证实，该结构使活性位点暴露量增加3倍。

三重增效验证：16.5μmol/g·h创无铅催化剂纪录
在420nm可见光照射下（相当于阴天室外亮度）：

效率跃升：CO生成速率达16.5 μmol/(g·h)，较纯铋基钙钛矿（5.3 μmol/(g·h))提升300%（图3a）
精准狙击：产物中CO占比98.7%，仅含微量甲烷（图3b），避免传统催化剂产生有毒副产物
稳定性突破：连续工作9小时效率无衰减（图3d），同位素标记实验（¹³CO₂）证实碳源100%来自废气

暗藏挑战：阴雨天效率或打七折
技术仍有局限。论文指出，当光照强度低于100mW/cm²（相当于暴雨前阴天），CO产率下降30%。团队解释：“这如同太阳能车遇乌云——光能不足导致电子‘燃料’供应短缺。”正研发“稀土元素掺杂”方案，目标将弱光响应提升50%。

产业颠覆：钢厂碳捕集成本有望降60%
以年产千万吨钢厂测算，传统碳捕集技术每吨成本超600元，而新催化剂：

可利用厂区闲置屋顶安装光反应器
无需额外能源输入（仅需可见光）
产物CO可直接用于炼钢还原气
预期碳捕集综合成本降至240元/吨，同时减少化工制CO的化石能源消耗。

伦理警示：重金属泄漏风险未完全排除
尽管使用无铅材料，但铋元素在自然环境中降解周期仍待评估。论文呼吁建立“催化剂全生命周期监测”，防止新材料成为新污染源。

正如研究者所述：“当每一缕阳光都在分解二氧化碳，净零排放将不再是科幻。”这项技术为钢铁、化工等高碳行业提供“碳负排”新路径，更推动光催化从实验室走向烟囱林立的工业现场。