太阳驱动的化学物质可以将二氧化碳变成普通材料

许多对人类健康和舒适至关重要的化学品的制造消耗化石燃料，从而促进了提取过程，二氧化碳的排放和气候变化。一种新的方法利用阳光将废二氧化碳转化为这些所需的化学物质，从而有可能通过两种方式减少排放：通过将有害气体用作原材料，而将阳光而非化石燃料用作生产所需的能源。

由于阳光活化的催化剂或光催化剂的进步，该方法变得越来越可行。近年来，研究人员开发了能打破二氧化碳中碳与氧之间的抗性双键的光催化剂。这是创建“太阳能”精炼厂的关键第一步，该太阳能精炼厂可从废气中产生有用的化合物，包括“平台”分子，这些分子可用作合成各种产品（如药品，洗涤剂，化肥和纺织品）的原料。

光催化剂通常是半导体，需要高能紫外线才能产生参与二氧化碳转化的电子。然而，紫外线既稀缺（仅占阳光的5％），也有害。因此，开发在更丰富和良性的可见光下工作的新型催化剂是主要目标。通过精心设计现有催化剂（例如二氧化钛）的组成，结构和形态，可以满足该需求。尽管它仅根据紫外线将二氧化碳有效地转化为其他分子，但是用氮气掺杂会大大降低这样做所需的能量。改变后的催化剂现在只需要可见光即可生产出广泛使用的化学物质，例如甲醇，甲醛和甲酸，这在粘合剂，泡沫塑料，胶合板，橱柜，地板和消毒剂的生产中合起来非常重要。

目前，太阳能化学研究主要在学术实验室进行，包括由加州理工学院与劳伦斯·伯克利国家实验室合作运营的人工光合作用联合中心。在荷兰由大学，行业以及研究和技术组织组成的合作组织，称为“日出联盟”；以及位于德国米尔海姆的马克斯·普朗克化学能转化研究所的非均相反应系。一些初创公司正在研究将二氧化碳转化为有用物质的另一种方法，即施加电能以驱动化学反应。如果电力来自化石燃料燃烧，那么使用电力为反应供电显然不如使用阳光对环境友好，但是依靠光伏发电可以克服这一缺点。

在未来几年中，新兴企业或其他公司肯定会在阳光驱动下将二氧化碳转化为化学物质方面取得进展，并将其商业化并进一步发展。然后，化学工业将今天的废二氧化碳转化为有价值的产品，将朝着成为真正的，无浪费的循环经济的一部分迈进一步，并帮助实现产生负排放的目标。