对光的利用在很大程度上决定了二氧化碳（CO2）的光转化性能，而目前大多数材料在这种应用中被限制在狭窄的光谱吸收范围内。等离激元超材料具有可设计的规则图案和方便的可调性，是实现最大限度地吸收光以产生大量热电子和热能的极佳候选材料。
基于此，中科大熊宇杰教授，高超利用模板辅助胶体光刻技术，将厘米级的Au-夹心等离激元超材料吸收体与单一的铜原子基合金（Ag8Cu1）相结合，成功搭建了一种光驱动催化CO2加氢平台。
文章要点
1）得益于周期性的超材料结构，所设计的材料实现了超宽带（370-1040 nm）光吸收，吸收率超过90%，使表面温度高达300 °C以上，并具有较强的局域电场。有趣的是，原位表征结合时域有限差分和密度泛函理论（DFT）计算表明，强局域电场在光催化CO2加氢中起着多重作用，促进了热电子的转移，促进了CO2活化，降低了CO2加氢过程中的势垒。
2）在光热催化和局部电场的协同作用下，光催化CO2加氢反应24 h的产率分别达到1106和301 mmol m-2，CO和CH4的周转频率（TOF）分别高达1253和340 h-1。
不同于以往的光热催化CO2研究主要是通过缺陷工程来调节金属氧化物半导体(如In2O3、Cu2O和TiO2)氧空位上的光捕获和CO2吸附，这项工作为利用等离激元超材料设计光热相关催化剂提供了一个新的视角，突出了强局域电场在光催化CO2加氢反应中的关键作用。
参考文献
Tianyi Shao, et al, Stacked Plasmonic Metamaterial with Strong Localized Electric Field Enables Highly Efficient Broadband Light-Driven CO2 Hydrogenation, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202202367
https://doi.org/10.1002/adma.202202367
