罗志斌，龙冉，王小博，裴爱国，熊宇杰

（1 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广东 广州 510663；2 中国科学技术大学化学与材料科学学院，安徽 合肥 230026）

碳循环是自然界的重要循环之一，随着人类化石能源经济的高速发展，二氧化碳（CO2）的排放量巨大，打破了自然界的平衡。大气中CO2浓度严重超标，进而产生温室效应，给人类社会带来严重的生态破坏和气候变化[1]。世界主要国家更是联合签署《巴黎协定》共同对抗气候变化，减少CO2等温室气体的排放，以阻止全球气温上升带来了生态和环境问题。尽管发展“零碳”能源是减少碳排放的理想路径，但是可再生能源目前还不足全部能源供给的15%，并且在很长的一段时期内（到2050年约占30%）依然不能实现“零碳”的能源体系。将温室气体转化成燃料以实现碳中和的技术，可以促进形成一个新的碳循环平衡，既可以减少温室气体排放，又不影响当前交通、工业生产和能源经济的结构，有利于在化石能源和原油依赖的背景下保障能源安全。CO2转化反应能耗巨大，太阳能是最丰富的可再生资源，以太阳光能驱动CO2催化转化合成燃料是最佳的方式，可以有效解决碳循环、CO2排放和太阳能储存等难题[2]。

光催化CO2还原可以直接使用光催化材料来吸收太阳光、驱动其进行反应，从而在温和的条件下（室温和大气压）进行[3-4]。然而，受限于CO2分子的化学热力学稳定性好、化学惰性强的属性，CO2分子活化和加氢所需要的能量较高。……