8月29日消息，捷克布拉格查理大学理学院化学部Pavla Eliášová团队联合该校数学与物理学院Tomáš Hrbek，在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）发表研究（DOI: 10.1002/aenm.71469，第一作者Luis A. M. Carrascosa），开发出一种新型「纳米三明治」结构光电阴极，将温室气体二氧化碳利用阳光直接转化为乙醇，向可持续绿色燃料生产迈出重要一步。

利用太阳能把CO₂转化为燃料被视为现代绿色化学的「圣杯」，核心器件是太阳能反应器，其关键部件为吸收光线并驱动化学反应的光电阴极。氧化亚铜（Cu₂O）因廉价易得、捕光能力优异而长期被视为理想候选，但存在根本性缺陷：在水环境光照条件下，它会像铁快速腐蚀一样迅速转变降解，数十分钟内即失去功能。

查理大学团队的解法是将Cu₂O与二维材料MXene复合，再通过精确控温加热，在MXene表面生成一层超薄二氧化钛（TiO₂），构建FTO/Cu₂O/TiO₂-MXene三明治结构。表面工程化的MXene能够快速从Cu₂O中导出电荷，一方面延缓其分解，另一方面将电荷用于把CO₂还原为液体燃料。

实验室测试中，这一光电阴极实现了2.74%的太阳能-乙醇转换效率，创下了该方向的纪录；更关键的突破在于产物选择性——不同于多数体系生成混合副产物，该材料只产出纯乙醇这一种液态产物，大幅简化了未来工业应用中的分离流程。团队负责人Eliášová表示，系统在实验室规模可连续运行数小时并保持活性，下一步将强化整个光电阴ode的稳定性，并在更大规模和真实日光条件下开展测试。 （来源：Phys.org）