将产甲烷菌(methanogens)与半导体材料集成构建光催化体系为太阳能驱动可持续产甲烷提供一种方案,但是半导体产生的H2量通常远远多于产甲烷菌代谢所需的量,因此这种半导体-产甲烷菌集成体系通常生成大量氢气副产物。
有鉴于此,中国科学技术大学熊宇杰、福建农林大学周顺桂等报道将二元金属催化剂NiCu合金修饰在CdS半导体-Methanosarcina barkeri界面上,通过自组装构建的Methanosarcina barkeri-NiCu@CdS在光照条件实现了100 %的CH4选择性,同时量子效率达到12.41±0.16 %,光催化反应性能不仅优于各种见诸报道的生物-非生物复合催化剂体系,而且比大多数光催化反应催化剂体系的性能更高。
参考文献
Ye, J., Wang, C., Gao, C. et al. Solar-driven methanogenesis with ultrahigh selectivity by turning down H2 production at biotic-abiotic interface. Nat Commun 13, 6612 (2022)
DOI: 10.1038/s41467-022-34423-1
https://www.nature.com/articles/s41467-022-34423-1