科学家开发出一种新材料，可利用阳光和水将二氧化碳（CO₂）转化为一氧化碳（CO）。研究人员指出，CO是制造燃料、塑料、药品及多种日常化学品的重要基础原料，该成果有望为未来以光和水实现温室气体回收并生产燃料与化学品的技术提供思路。

二氧化碳被认为是人为引起气候变化的主要驱动力之一，但同时也是储量丰富的碳资源。如何高效地将大气中已有的CO₂转化为有用产品，仍是一项重要科学挑战。

这项研究由曼彻斯特大学团队完成，成果发表在《美国化学会杂志》（Journal of the American Chemical Society）。研究团队表示，他们将生物学与材料科学的理念结合，用于设计能够在固体材料中实现类似酶作用方式的催化体系。

曼彻斯特大学化学教授Martin Schröder在介绍研究时表示，自然界中存在能够以高度可控方式结合并释放CO₂等小分子的专门酶。团队据此设计出一种固体材料，能够在可见光激活下与CO₂发生反应并将其转化；反应后材料可再生，从而继续与更多CO₂反应。

研究围绕金属有机框架（MOFs）材料展开。MOFs由金属原子或簇与有机连接体构成多孔网络，内部微小空腔可吸附并激活分子，以实现向新产物的转化。在该工作中，研究人员采用一种基于铈的MOF，并引入含氨基的有机连接体以提升光吸收能力。

研究团队称，当材料受到光照时，其电子结构会发生短暂变化，使孔隙中形成临时“开放”位点，从而捕获CO₂分子。随后CO₂在材料中发生反应生成CO并被释放。

实验室测试显示，该催化剂能够高效生成CO，且未检测到副产物；研究人员称其性能优于多种现有基准材料。与一些既有体系相比，该过程不依赖贵金属或在反应中被消耗的添加化学品，同时也避免了大量生成氢气而非有用碳基产物的情况。

研究团队表示，该系统仅使用光、水和CO₂，产出单一有价值产品。杨思海教授表示，相关研究仍处于基础阶段，但这些发现为设计下一代催化剂提供了明确思路，可将“废弃”CO₂转化为有用化学品；通过借鉴自然界对化学反应的控制方式，有望拓展清洁高效能源技术的可能性。

研究人员认为，此次展示的原理可推广至多种反应，有助于加速可持续的太阳能转燃料技术发展。