钙钛矿量子点促进人工光合作用

钙钛矿量子点和氧化石墨烯的复合材料，可以减少CO₂这是中国研究人员开发的一种新技术。这是已知的第一个基于钙钛矿量子点的人工光合作用的例子。

“卤化物钙钛矿在几年内实现了22.1%的惊人效率。受到如此快速发展的启发，[…]我们认为同样的材料可以胜任高性能的光催化，”解释说广州中山大学的Dai-Bin Kuang说．

Kuang和同事们制备了一种高度稳定的铯-卤化铅钙钛矿的量子点-半导体纳米颗粒，以及由这些量子点和钙钛矿制成的复合材料石墨烯氧化物．两种材料均表现出对可见光的高效吸收和强发光。该团队使用这些产品实现了人工光合作用的一个基本步骤——减少CO₂．为了模拟阳光，他们使用了带有适当滤光片的氙灯。

钙钛矿量子点光催化剂的效率超过了硫化镉和其他最先进的材料来转化CO₂变成一氧化碳和甲烷。化学家们还证明了复合材料的协同效应——当与氧化石墨烯结合时，钙钛矿量子点的光催化性能比单独的量子点高26%。Kuang表示，氧化石墨烯提高了量子点的效率，“改善了电荷分离和传输”。

埃米利奥帕在西班牙加泰罗尼亚化学研究所工作的太阳能电池专家说:“Kuang的想法很聪明，他们超越了钙钛矿的经典用途，开发了一个全新的应用。他补充说，量子点与氧化石墨烯的结合是一个很好的选择。“这两种材料结合在一起，能在较长时间内分开电荷，从而有利于催化机制。他预测，“研究人员很快就会想出新的协同效应来增强量子点的能力。”

Kuang说，他和他的同事已经在测试氧化石墨烯的替代品。载体材料对光催化剂的电荷传输行为和光收集效率有很大影响。我们也使用了碳基材料——比如碳纳米管——和金属氧化物——比如TiO₂——创造一系列新设计的复合光催化剂，”他说。

虽然很有效率，大多数卤化物钙钛矿都有一个主要缺点——铅污染．Kuang说，卤化铅钙钛矿对环境的担忧是毋庸置疑的。他的团队正在测试含有铯、银和铋的无铅替代品的性能。他说:“幸运的是，我们筛选出了一些理想的候选人。”“我们目前正在研究它们潜在的光催化应用。”