从大气中直接捕获并转化二氧化碳(CO2)是实现碳资源利用的理想途径,但受限于低CO2分压及高浓度氧气的竞争,现有技术通常依赖高能耗的预富集过程。本研究提出了一种无需预富集的策略,利用太阳能聚光驱动液态金属(Ga-In),实现了在宽浓度范围(从100%至环境空气)内的CO2直接转化。研究揭示了浓度依赖的产物结构演变机制:在高浓度下主导生成高石墨化碳,而在空气条件下(~400 ppm)形成金属氧化物/碳异质结,且在40-80 ppm区间存在碳沉积与氧化物生成的竞争临界阈值。实验表明,所得碳基材料均具有显著的电催化析氧反应(Oxygen evolution reaction, OER)活性。其中,在最优条件(100% CO2)下制备的碳电极在10 mA cm-2电流密度下的过电位仅为750 mV,与商业Pt/C催化剂(752 mV)相当;而源自空气的样品虽受氧化物影响导电性,但仍保持了有效的催化活性。该工作验证了从稀薄空气中直接获取碳资源的可行性,并证明了该技术在不同浓度CO2源下的广泛适应性,为低成本、全场景的绿色碳循环提供了新思路。
Zhang et al. (Wed,) studied this question.
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