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“該成果有潛力成為甲醇加氫站的綠色能源供給裝置，為新能源汽車提供氫氣。室外實驗結果顯示，6m2的太陽光輻照面積下，一天產氫量可達23.27m3，具有直接工業化應用的潛力。在一個標準太陽光輻照下，該系統能將CuZnAl二維催化劑加熱至305°C，甲醇重整制氫的速率高達310mmol g-1 h-1，太陽能-氫能轉換效率達30.1%，是目前文獻報道的光催化產氫效率的6倍。”河北大學物理學院研究員李亞光表示。

近日，該團隊在光(guang)熱催化(hua)制(zhi)氫方面(mian)取得重要進展(zhan)，他們提出了一種普(pu)適策略，核心思想是基于(yu)異質結構(gou)提高光(guang)熱材料的輻(fu)照溫(wen)度。據此，李(li)亞光(guang)構(gou)建出一個新型光(guang)熱系統，讓室外太陽光(guang)驅動甲醇的規模化(hua)重整制(zhi)氫得以(yi)實現。

6㎡光照面積下，一天產氫量達23.27m3

其表示，實現(xian)自(zi)然光(guang)(guang)(guang)(guang)熱催(cui)化是領(ling)域內的核(he)心問題，關鍵在(zai)于提(ti)升光(guang)(guang)(guang)(guang)熱材料(liao)的太陽(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)輻(fu)照溫度。在(zai)該研究中，他將光(guang)(guang)(guang)(guang)學工程(cheng)的“光(guang)(guang)(guang)(guang)譜選擇吸收策(ce)略”引入(ru)光(guang)(guang)(guang)(guang)熱催(cui)化領(ling)域，突破了自(zi)然光(guang)(guang)(guang)(guang)輻(fu)照下光(guang)(guang)(guang)(guang)熱材料(liao)溫度低的瓶頸問題。

上述新型光(guang)熱系統(tong)，正是(shi)他所采(cai)取的主(zhu)要技術手段(duan)。該系統(tong)的原理在于，通過(guo)窄(zhai)帶隙半導(dao)體和紅(hong)外反(fan)射材料構成異質結構，去實(shi)現(xian)光(guang)熱材料的高(gao)效光(guang)吸收和低紅(hong)外輻(fu)射。隨(sui)后，即可利用該策略制(zhi)備成自然太陽光(guang)輻(fu)照下產生的高(gao)溫熱源(yuan)，從而實(shi)現(xian)高(gao)效光(guang)熱催(cui)化反(fan)應。

本次(ci)研究(jiu)的(de)大背(bei)景(jing)在于，化石能源(yuan)是當(dang)前人類生活(huo)的(de)主要能量(liang)來(lai)源(yuan)，并且其需求正(zheng)在急劇增加，但它的(de)使用也導(dao)致環境(jing)污(wu)染和CO?排放等問題。光(guang)驅動的(de)催化反(fan)應(ying)，以太陽光(guang)為能量(liang)來(lai)源(yuan)去驅動催化反(fan)應(ying)，可以很好地解決上述(shu)問題。

經過(guo)多年的發展，光驅動的催化(hua)反應已經包括光伏電催化(hua)、光催化(hua)以及光熱催化(hua)等。其中，憑借飽和光吸收和易(yi)于工業化(hua)的特點，光熱催化(hua)得到了(le)廣泛關注。

（來源：Nature Communications）

雖然(ran)已經過長(chang)久發展(zhan)，但光(guang)熱催化(hua)在(zai)自然(ran)光(guang)輻照(zhao)下(xia)，仍面臨溫(wen)度較低(di)(di)的瓶(ping)頸問(wen)題。工(gong)業催化(hua)的工(gong)作溫(wen)度一般在(zai)200℃以上，而催化(hua)劑(ji)在(zai)自然(ran)光(guang)輻照(zhao)下(xia)的溫(wen)度普遍低(di)(di)于70℃，由于在(zai)自然(ran)光(guang)輻照(zhao)下(xia)的催化(hua)劑(ji)溫(wen)度過低(di)(di)，因此(ci)不能驅動工(gong)業催化(hua)。

另據悉，當前光熱(re)催(cui)化需(xu)要采用(yong)輔助(zhu)加(jia)熱(re)、或增加(jia)光輻照強度，來提(ti)升催(cui)化劑溫度。但這(zhe)兩種措(cuo)施都會帶來巨大成(cheng)本和(he)能(neng)源消(xiao)耗(hao)，導致光熱(re)催(cui)化無法投入應(ying)用(yong)。所(suo)以(yi)在(zai)低密度室(shi)外太陽(yang)光輻照下(xia)，去提(ti)升光熱(re)材料的光熱(re)溫度，既(ji)是研究熱(re)點、也是現實(shi)工業需(xu)求。

為了提高光(guang)(guang)(guang)熱(re)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)太(tai)陽光(guang)(guang)(guang)輻照下(xia)的(de)(de)(de)溫度，人們普遍(bian)采用提高光(guang)(guang)(guang)吸收和降(jiang)低熱(re)傳導的(de)(de)(de)策略。如石墨烯 ZIFs的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，該材(cai)料(liao)(liao)具(ju)有98%光(guang)(guang)(guang)譜(pu)吸收效率、以及0.2W mK-1的(de)(de)(de)低熱(re)傳導，在(zai)一(yi)個標準太(tai)陽光(guang)(guang)(guang)輻照下(xia)的(de)(de)(de)溫度為120°C，同時也是目前文(wen)獻(xian)報道的(de)(de)(de)最大值，但這一(yi)溫度仍(reng)然難(nan)以驅(qu)動大多(duo)數催化反應。

（來源(yuan)：Nature Communications）

綜上，這些策(ce)略均無(wu)法解(jie)決(jue)光熱材料輻照溫(wen)度(du)較低的瓶頸問題(ti)。從工程(cheng)角度(du)來(lai)說，材料的熱耗(hao)散(san)不僅有(you)熱傳導，還有(you)紅外輻射。而且材料的溫(wen)度(du)越(yue)高，紅外輻射所占的熱耗(hao)散(san)比例越(yue)高。據了(le)解(jie)，材料在高溫(wen)時(shi)的主(zhu)要熱耗(hao)散(san)來(lai)自紅外輻射。同時(shi)在光輻照下，紅外輻射也是阻礙材料溫(wen)度(du)升高的主(zhu)要原因。

由斯(si)特(te)藩(fan)-玻爾茲曼定(ding)律可知，材料(liao)的(de)紅外輻射與溫(wen)度(du)的(de)四(si)次方成正比。李亞光和(he)團隊的(de)此前(qian)論文指出(chu)，當黑色光熱材料(liao)在(zai)一個標準太陽光（1kWm2）輻照下的(de)溫(wen)度(du)為200℃時，其(qi)熱耗散為2.27kWm2，遠遠高于光能量輸入，顯然(ran)材料(liao)不能維持200℃的(de)溫(wen)度(du)。

而紅(hong)(hong)外輻(fu)射(she)是材料的(de)(de)本(ben)質特征，只要存(cun)在溫度差，物體(ti)時(shi)刻會向外界發(fa)出(chu)熱輻(fu)射(she)。基爾霍夫定律指出(chu)，一個物體(ti)對紅(hong)(hong)外光的(de)(de)吸收比(bi)越(yue)大(da)，它的(de)(de)輻(fu)射(she)強度也(ye)就越(yue)大(da)，即紅(hong)(hong)外吸收越(yue)強的(de)(de)物體(ti)、其紅(hong)(hong)外發(fa)射(she)也(ye)越(yue)強。

圖|黑色材料的吸(xi)光特(te)性(xing)及紅外輻射（來源：Nature Communications）

太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)譜的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)，主(zhu)要(yao)集(ji)中在(zai)(zai)紫外(wai)-可(ke)見-近(jin)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)波段，而遠(yuan)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)波段的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)則很少。如果(guo)材料不吸(xi)(xi)收(shou)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)，或者(zhe)說盡(jin)可(ke)能(neng)(neng)(neng)少地吸(xi)(xi)收(shou)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)，如此就能(neng)(neng)(neng)減少紅(hong)(hong)(hong)外(wai)輻(fu)射(she)。但也要(yao)對紫外(wai)-可(ke)見-近(jin)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)波段進行高(gao)效(xiao)吸(xi)(xi)收(shou)，才(cai)能(neng)(neng)(neng)達到吸(xi)(xi)收(shou)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)譜能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)，即(ji)讓“光(guang)(guang)譜選(xuan)擇(ze)吸(xi)(xi)收(shou)策略(lve)”在(zai)(zai)提升材料太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)(de)(de)同時，還能(neng)(neng)(neng)降低材料熱(re)輻(fu)射(she)。出于(yu)該目的(de)(de)(de)，李(li)亞光(guang)(guang)將(jiang)窄帶隙(xi)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)光(guang)(guang)材料和紅(hong)(hong)(hong)外(wai)反射(she)材料構成異質(zhi)結構，從而去優化光(guang)(guang)熱(re)材料的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)吸(xi)(xi)收(shou)和紅(hong)(hong)(hong)外(wai)輻(fu)射(she)。

近(jin)日，相關論(lun)文以(yi)《光(guang)熱材料的通用異(yi)質結構策略用于可規模化的太陽能(neng)光(guang)熱制氫》（General heterostructure strategy of photothermal materials for scalable solar-heating hydrogen production without the consumption of artificial energy）為題，發(fa)表在Nature Communications上，李亞(ya)光(guang)擔任第一作者兼通訊作者。

圖|相關論文（來源：Nature Communications）

學科交叉有時會催生革命性進展

具體來說，該團隊選擇碲化鉍（Bi2Te3）為吸光(guang)(guang)材料，原因(yin)在于它是(shi)典型的窄帶(dai)隙光(guang)(guang)熱材料，能有效吸收太陽(yang)光(guang)(guang)譜能量并轉化為熱能。

另外(wai)，還(huan)需減(jian)少紅(hong)外(wai)發射，為(wei)(wei)此(ci)他們選擇(ze)具(ju)有強烈紅(hong)外(wai)輻射反射能力的(de)金(jin)屬銅作(zuo)為(wei)(wei)基底，這樣就(jiu)能產生以碲化鉍和紅(hong)外(wai)反射材料銅構成的(de)異質結構。

同時，為(wei)減(jian)少材(cai)(cai)料的熱傳(chuan)導，李亞光(guang)(guang)將(jiang)其(qi)進行真空封裝。最(zui)終碲(di)化(hua)(hua)鉍/銅能(neng)(neng)吸收89%的太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)譜(pu)能(neng)(neng)量，紅外輻(fu)射也(ye)變為(wei)純碲(di)化(hua)(hua)鉍的1/20。在一個標準太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)輻(fu)照(zhao)下(xia)(xia)，純碲(di)化(hua)(hua)鉍粉末的輻(fu)照(zhao)溫(wen)(wen)度為(wei)93°C，而碲(di)化(hua)(hua)鉍/銅異(yi)質(zhi)結構的溫(wen)(wen)度達到317°C，這(zhe)一溫(wen)(wen)度遠超過目前光(guang)(guang)熱材(cai)(cai)料在一個標準太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)輻(fu)照(zhao)下(xia)(xia)的最(zui)高溫(wen)(wen)度：120°C。

為什(shen)么要(yao)選擇窄(zhai)(zhai)帶(dai)隙的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)熱(re)材料(liao)呢？主要(yao)原(yuan)因有(you)二(er)(er)：其一，窄(zhai)(zhai)帶(dai)隙半導(dao)體的(de)(de)禁帶(dai)寬度低于0.2eV，不僅能(neng)(neng)(neng)高效吸收(shou)(shou)太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)(guang)，還(huan)能(neng)(neng)(neng)進行高效的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)熱(re)轉換(huan)。由于太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)(guang)譜中(zhong)絕大部(bu)分(fen)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)大于0.5eV，窄(zhai)(zhai)帶(dai)隙半導(dao)體幾乎能(neng)(neng)(neng)吸收(shou)(shou)所(suo)有(you)的(de)(de)太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)。與此同時，窄(zhai)(zhai)帶(dai)隙材料(liao)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)帶(dai)缺陷很(hen)復(fu)雜，這會(hui)(hui)使得吸收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)的(de)(de)大部(bu)分(fen)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)以熱(re)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)形式(shi)釋放(fang)(fang)。而深(shen)能(neng)(neng)(neng)級的(de)(de)空穴，也是會(hui)(hui)先弛豫到(dao)價帶(dai)頂和導(dao)帶(dai)底的(de)(de)電子(zi)(zi)復(fu)合，最終把多余能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)以熱(re)能(neng)(neng)(neng)形式(shi)釋放(fang)(fang)。其二(er)(er)，窄(zhai)(zhai)帶(dai)隙半導(dao)體薄膜工藝成熟，可以降低制備成本(ben)，易(yi)于工業化(hua)。

李亞光指出，既然由(you)碲(di)(di)化(hua)鉍/銅(tong)構成的(de)(de)異(yi)(yi)質(zhi)結構，能在一(yi)個(ge)標準(zhun)太陽光輻照下達到(dao)317°C的(de)(de)高溫，這(zhe)(zhe)樣就可實現多個(ge)催化(hua)反(fan)應(ying)。氫氣是(shi)未來(lai)社會的(de)(de)基礎能源之一(yi)，具有很好的(de)(de)發展前景。但是(shi)，儲存(cun)問(wen)題阻礙著氫氣的(de)(de)發展，甲醇作為(wei)氫氣的(de)(de)載(zai)體可以(yi)(yi)解決這(zhe)(zhe)一(yi)問(wen)題。但是(shi)甲醇釋(shi)放氫氣也需要能源輸入，而碲(di)(di)化(hua)鉍/銅(tong)構成的(de)(de)異(yi)(yi)質(zhi)結構，在光照下的(de)(de)溫度(du)完全可以(yi)(yi)驅動甲醇重(zhong)整制氫反(fan)應(ying)。

如前所(suo)述(shu)，為讓上(shang)述(shu)策略能(neng)用于(yu)光(guang)(guang)熱催化，李亞光(guang)(guang)將碲化鉍/銅(tong)異質結(jie)構制備成光(guang)(guang)熱系統，然后結(jie)合高效的甲(jia)醇重(zhong)整催化劑(ji)，借此實現(xian)太陽(yang)光(guang)(guang)輻照下的甲(jia)醇重(zhong)整制氫(qing)反應。

（來(lai)源：Nature Communications）

在(zai)整個(ge)方(fang)向(xiang)的(de)最初階段(duan)，他們(men)的(de)科研(yan)目(mu)的(de)是大幅提(ti)升光(guang)熱材料的(de)標(biao)準太陽光(guang)輻照(zhao)溫(wen)(wen)度，以達(da)到300°C的(de)級(ji)別(bie)。當(dang)然這個(ge)輻照(zhao)溫(wen)(wen)度會(hui)突破當(dang)時(shi)人類(lei)認知的(de)極限，因(yin)此立項(xiang)時(shi)必須重視理論可行性。

驗證(zheng)完理(li)論(lun)可行性后，要根據最基礎的(de)理(li)論(lun)來探索實(shi)現方(fang)法。他表示：“一個人的(de)知(zhi)識(shi)和(he)精力是(shi)有限的(de)，做新方(fang)向(xiang)時需要很多專(zhuan)業人士共(gong)同協作。例如，我(wo)(wo)本身是(shi)做粉(fen)末光驅動催化方(fang)向(xiang)，關(guan)于(yu)薄膜的(de)制備經(jing)驗比較少，但是(shi)我(wo)(wo)們課題組(zu)有老師是(shi)專(zhuan)門做薄膜材料的(de)，這(zhe)讓我(wo)(wo)在制備碲化鉍/銅異質結構時得到了很多幫助。”

事實(shi)上，一開(kai)始李亞光(guang)和(he)大家的想(xiang)法一樣，就(jiu)是(shi)通(tong)過做黑色光(guang)熱材料(liao)的多(duo)孔結(jie)構(gou)或者氣凝膠結(jie)構(gou)，在保證光(guang)熱材料(liao)高(gao)效太陽(yang)光(guang)吸收的同(tong)時(shi)，去降低材料(liao)的熱傳導。

但(dan)是(shi)，他們發現該方(fang)式制備的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)熱材(cai)料的(de)(de)(de)(de)標準(zhun)太陽光(guang)(guang)輻照(zhao)溫度，始終低于100℃。在(zai)和光(guang)(guang)催化以及光(guang)(guang)熱催化領域(yu)的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)家(jia)討論時，大家(jia)都(dou)認為(wei)將光(guang)(guang)熱材(cai)料的(de)(de)(de)(de)標準(zhun)太陽光(guang)(guang)溫度，提高(gao)至超過100℃、達到(dao)200℃、甚至300℃的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法是(shi)不現實的(de)(de)(de)(de)。但(dan)是(shi)在(zai)一(yi)次和光(guang)(guang)學工程(cheng)的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)家(jia)討論的(de)(de)(de)(de)時候，他說這個非常簡(jian)單(dan)，就是(shi)采用選(xuan)擇吸光(guang)(guang)原理(li)(li)。所以，李(li)亞光(guang)(guang)等人根據這個選(xuan)擇吸光(guang)(guang)原理(li)(li)完成了整個研究。

他說：“這(zhe)件事讓我感受最深(shen)的(de)是(shi)。廣泛的(de)學(xue)科交叉可能會給(gei)某(mou)一方向的(de)研究帶來革命性的(de)進展和變(bian)化。”

可用于光熱催化甲醇重整產氫、水煤氣變換反應、和消除揮發性有機物等

據介紹(shao)，本次成果的(de)(de)應用性(xing)極(ji)強(qiang)。在(zai)前前后(hou)后(hou)的(de)(de)研(yan)究工作(zuo)中，李亞光(guang)在(zai)新型(xing)光(guang)熱系統的(de)(de)基礎(chu)上(shang)，與工業催(cui)化(hua)劑耦合，實現了太(tai)陽光(guang)驅動(dong)的(de)(de)系列性(xing)工業催(cui)化(hua)，并(bing)展現出創紀錄的(de)(de)性(xing)能和(he)規模化(hua)生產(chan)前景。

（來源：Nature Communications）

具體應用場景如下：

1、可讓(rang)自然太陽光驅(qu)動甲醇(chun)重整(zheng)產氫

熱(re)(re)催化甲醇(chun)重(zhong)整(zheng)產氫(qing)需(xu)要天然氣燃(ran)燒提供熱(re)(re)源(yuan)，每(mei)產生10m3氫(qing)氣需(xu)要消耗1m3的(de)天然氣。研(yan)究中(zhong)，該實驗(yan)室批量(liang)制備(bei)了高性能二(er)維銅基催化劑(ji)，結合新(xin)型光(guang)熱(re)(re)裝(zhuang)置(zhi)，標準(zhun)太陽光(guang)驅動的(de)甲醇(chun)重(zhong)整(zheng)產氫(qing)速率(lv)為(wei)3845 Lm-2h-1，光(guang)能-化學能轉換(huan)效(xiao)率(lv)達(da)到(dao)30.1%。李亞光(guang)等人將光(guang)熱(re)(re)甲醇(chun)重(zhong)整(zheng)制氫(qing)系統放大至6m2規模(mo)，在春(chun)季的(de)室外太陽光(guang)輻照下(xia)制氫(qing)量(liang)高達(da)23.27m3/天，因此具備(bei)工業化應用潛力。

2、自然太陽光驅(qu)動(dong)水煤氣變換反應

水煤氣變(bian)換可直接將煤炭(tan)資源轉換為氫能，對緩(huan)解中(zhong)國當前的能源和環境危機有極大的助益。然而傳(chuan)統(tong)的水煤氣變(bian)換反應是一個熱催化過程，在工業化應用中(zhong)，高溫的產生會導致巨大的能量消耗，這(zhe)也(ye)是科研人員(yuan)長期(qi)以(yi)來無法突破的瓶頸。

而該(gai)團隊利用選擇吸光(guang)原理構建了新(xin)(xin)型光(guang)熱(re)轉換(huan)(huan)裝置，在1個(ge)太陽光(guang)驅動(dong)的(de)(de)(de)產(chan)氫(qing)速率為189.72mmol g-1 h-1，相當于758.6Lm-2 h-1。將該(gai)新(xin)(xin)型水煤氣變換(huan)(huan)系統放大(da)到工業規模運行，在春(chun)季的(de)(de)(de)白天，由4.2m2的(de)(de)(de)室外太陽光(guang)驅動(dong)可產(chan)生6.60m3的(de)(de)(de)氫(qing)氣，為解決水煤氣變換(huan)(huan)領域(yu)的(de)(de)(de)高(gao)能(neng)耗問題提供了切實可行的(de)(de)(de)途徑，同(tong)時也開(kai)辟可規模化、高(gao)效、穩定的(de)(de)(de)工業水煤氣變換(huan)(huan)制氫(qing)新(xin)(xin)方向。

3、自(zi)然(ran)太陽光(guang)驅(qu)動揮發性有機(ji)物(wu)消除

揮發(fa)性有機物，是形成細顆粒(li)物（PM2.5）、臭(chou)氧(yang)（O3）等二次污染物的重要前(qian)體(ti)物，進而引發(fa)灰霾、光(guang)化學煙霧等大氣環(huan)境(jing)問(wen)題。

李亞光說道：“為根(gen)本(ben)解決PM2.5、O3等污染(ran)問題，切實改善(shan)大氣環境質量。國家應積極推進揮發性有機物的污染(ran)防治工(gong)作。”

但是，目前揮發性有機(ji)物(wu)污染消除(chu)需要大量能源(yuan)。而該團隊基于(yu)選擇性光(guang)吸收原理構建的新(xin)型光(guang)熱系統，在一(yi)個標準(zhun)太陽(yang)光(guang)輻(fu)照下可產生250-300℃的高(gao)溫，足夠進行揮發性有機(ji)物(wu)催(cui)化(hua)消除(chu)。

“我們還基于模板法開發(fa)了一系列新(xin)型催化(hua)劑。結(jie)果表明，在(zai)自然太陽光(guang)輻(fu)照下(xia)，新(xin)型光(guang)熱系統和催化(hua)劑在(zai)CO氧化(hua)、NOx脫除、甲苯、氯苯催化(hua)燃(ran)燒等一系列揮發(fa)性有機物消除方面顯示出可以直接(jie)工(gong)(gong)業化(hua)的(de)效(xiao)率。該方式不僅在(zai)大氣(qi)污染治理方面具有工(gong)(gong)業量級的(de)效(xiao)率，而且只需要太陽光(guang)提供(gong)能(neng)源，是下(xia)一代的(de)大氣(qi)環(huan)境污染處理裝置(zhi)。”李亞光(guang)總(zong)結(jie)稱。

目前，該團隊的(de)(de)主要(yao)研(yan)究(jiu)方向為光(guang)(guang)驅動(dong)(dong)(dong)碳(tan)(tan)中和，光(guang)(guang)驅動(dong)(dong)(dong)碳(tan)(tan)中和的(de)(de)主要(yao)研(yan)究(jiu)方向為光(guang)(guang)伏(fu)電催化CO?資(zi)源(yuan)化，但仍面(mian)臨(lin)著(zhu)光(guang)(guang)能(neng)-化學(xue)能(neng)轉換效率低(di)、難以規模化和材料成本較高這三個核心(xin)問題。因此，他們(men)下(xia)一(yi)步(bu)的(de)(de)主要(yao)研(yan)究(jiu)方向是利(li)用光(guang)(guang)熱、光(guang)(guang)電等光(guang)(guang)驅動(dong)(dong)(dong)技術的(de)(de)多場耦合，開發(fa)一(yi)種新的(de)(de)光(guang)(guang)驅動(dong)(dong)(dong)CO?資(zi)源(yuan)化技術，以實(shi)現規模化生產，提升光(guang)(guang)能(neng)-化學(xue)能(neng)效率，并大幅(fu)度降低(di)系統成本。