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直接利用海水溶解的無機碳用于CO₂轉(zhuǎn)化有可能實現(xiàn)制備需要的化學(xué)品，并且實現(xiàn)零碳排放目標(biāo)。光電化學(xué)還原CO₂器件有可能使用太陽能作為唯一能源將海水溶解的碳以符合可持續(xù)發(fā)展要求的方式生成含碳化合物。但是，海水溶解的CO₂濃度非常低，而且電解溶解CO₂的過程是受到擴散控制的傳質(zhì)，因此如何能夠?qū)崿F(xiàn)較高的太陽能轉(zhuǎn)化為燃料的效率和較高的碳產(chǎn)物選擇性面臨巨大的挑戰(zhàn)。

有鑒于此，耶魯大學(xué)胡澍教授等報道通過酸化處理HCO₃^-流體（從BiVO₄光陽極流向Si光陰極），通過一步處理過程，將溶解的碳轉(zhuǎn)化為含碳產(chǎn)物。

本文要點：

（1）

構(gòu)筑的PEC器件將產(chǎn)物的CO選擇性從3 %提高至21 ％，這個選擇性接近多體物理建模的理論極限。而且Si/BiVO₄ PEC CO₂R器件的太陽能轉(zhuǎn)化為燃料（STF）的效率達到0.71 %。

（2）

這個體系處理模擬海水轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了與流體關(guān)聯(lián)的產(chǎn)物選擇性、轉(zhuǎn)化速率、且穩(wěn)定，成為一種具有前景的大規(guī)模太陽燃料制備技術(shù)。

參考文獻

Liu, B., Qian, Z., Shi, X. et al. Solar-driven selective conversion of millimolar dissolved carbon to fuels with molecular flux generation. Nat Commun 16, 1558 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-56106-3

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56106-3