光催化系统可以将CO2转化为燃料，但是却受到低选择性、牺牲试剂或外部偏压等条件的限制。如何摆脱这些限制条件的困扰，发展新的思想新的策略应用于CO2光催化转化领域是当前的研究热点。近日，剑桥大学的Erwin Reisner教授等报道了一种无线的光催化剂装置器件，它可以不受外界干扰，高效地利用太阳能将二氧化碳和水转化为甲酸盐。有鉴于此，天津大学的巩金龙教授对该文章进行了评述。

本文要点：

1）在实现人工光合作用的可能途径中，光电化学（PEC）电池和颗粒光催化剂已被广泛应用。这两种方法都是利用半导体来吸收太阳能，并产生光生电荷载体，迁移到表面，在共催化剂的辅助下进行氧化还原反应。对于一个可持续的过程，理想的情况下，水会被氧化成氧气，但是往往牺牲试剂却更容易被氧化。

2）Erwin Reisner等巧妙地制备了一种复合光催化剂器件，由两种氧化还原互补半导体组成，La/Rh 掺杂的SrTiO₃和Mo掺杂的 BiVO₄。这两种半导体形成了所谓的固态Z型光催化系统，每个半导体都驱动一个氧化还原半反应，从而保持了它们的氧化还原电位。因此，Mo掺杂的 BiVO₄可以驱动水氧化反应，La/Rh 掺杂的SrTiO₃驱动CO₂还原反应（CO₂RR）。

Wang, T., Gong, J. Sacrificing nothing to reduce CO2. Nat. Energy (2020).

DOI: 10.1038/s41560-020-00688-3

https://doi.org/10.1038/s41560-020-00688-3