利用二氧化碳光催化生产太阳能燃料是解决全球环境问题和确保未来能源供应的一个有前途的策略。尽管迄今已开展了广泛的研究，但实现高效、有选择性和稳定的二氧化碳还原仍有许多障碍有待克服。
有鉴于此，大邱庆北科学技术院的Su-Il In等人，综述了近年来在CO2光还原方面的研究进展，包括捕光、电荷分离和CO2分子活化等关键挑战。提出了提高光催化活性的有前景的策略，并讨论了量化光催化性能的理论见解和方程，以期提供对CO2光还原的基本理解。然后，对传统的金属氧化物和金属有机框架、二维材料等催化剂进行了全面的综述，并讨论了CO2光还原过程中碳的来源，以进一步了解反应机理。最后讨论了光催化CO2还原的经济可行性，并提出了未来的研究方向。
本文要点
1）利用阳光将 CO2 转化为具有附加值的化学品的方法现在已经很成熟。尽管许多早期的 CO2 光转化研究都集中在提高光催化活性上，但还有许多其他关键参数值得认真关注。例如，光催化剂稳定性与高活性同样重要。然而，与专注于实现最佳活性的广泛研究相比，关于失活的可能原因的信息有限。这些原因包括在辐照下失去活性氧化态，不可还原反应中间体的形成和形态变化。为了避免这些问题，人们做了各种各样的努力，如使用空穴清除剂、构建异质结构以保持所需的氧化态，以及进行热处理和其他处理。导致光催化剂不稳定的原因包括失去光催化剂的活性氧化态和反应中间体在光催化剂表面（即碳）的积累。因此，必须克服这些限制以实现商业规模的可行性。
2）为了实现与工业相关的光催化二氧化碳还原，还应考虑二氧化碳的捕获、利用和储存。尽管使用了大量廉价的反应物，但仍然需要一种有效的解决方案来避免这种额外的成本。此外，如果光催化二氧化碳转化率低，那么产物中的二氧化碳浓度可能太高，不能直接使用，因此必须将碳氢化合物和二氧化碳分离。
参考文献：
Eunhee Gong et al. Solar fuels: Research and development strategies to accelerate photocatalytic CO2 conversion into hydrocarbon fuels. Energy Environ. Sci., 2021.
DOI: 10.1039/D1EE02714J
https://doi.org/10.1039/D1EE02714J
