将CO₂还原为可再生燃料必须与可持续的氧化过程相结合，才能设计出一种可行的装置来生产太阳能燃料。在光电化学电池中，水氧化为O₂是主要的氧化反应，当与CO₂还原耦合时，通常需要一对光吸收器或施加偏置电压。

近日，剑桥大学Erwin Reisner，Julien Warnan报道了开发了一种无偏压光电化学装置，用于在含水条件下同时将CO₂还原成甲酸盐和将醇氧化成醛。

文章要点

1）光阳极由双酮基吡咯基发色团和氮氧基醇氧化催化剂共同固定在介孔TiO2支架上构成，提供了一种不含贵金属的染料敏化光阳极。

2）光阳极连接到生物杂化阴极，该阴极由集成在介孔铟锡氧化物电极中的CO₂还原酶甲酸脱氢酶组成。

3）无偏置电池在可见光照射下可提供高达30 µA cm⁻²的持续光电流，从而同时产生醛和甲酸盐。

研究结果表明，在没有外加偏压的情况下，单光吸收体光电化学电池可以用于二氧化碳和乙醇底物的并行燃料生产和化学合成。

参考文献

Antón-García, D., Edwardes Moore, E., Bajada, M.A. et al. Photoelectrochemical hybrid cell for unbiased CO2 reduction coupled to alcohol oxidation. Nat Synth 1, 77–86 (2022).

DOI：10.1038/s44160-021-00003-2

https://doi.org/10.1038/s44160-021-00003-2