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二氧化碳也能轉化成能源，中山大學光電工程學系副教授李炫錫研究團隊研發新型光觸媒技術，開發出一種「非對稱活性配位」工程，可將生成一氧化碳的選擇性提升至100％，研究成果登上國際知名頂尖期刊《化學工程》。
李炫錫指出，以光催化二氧化碳還原反應，被視為是解決能源危機與減緩氣候變遷的關鍵技術，因此提升光觸媒的轉化效率便是重要課題，過去經常透過提升光吸收效率、電荷分離效率、表面氧化還原反應效率等三大因素來改善光觸媒轉化率，而光觸媒的「Z型異質結構」可強化後兩項因素，成為近10年的研究焦點。
李炫錫說，以往的研究嘗試透過介面缺陷、化學鍵結異質介面、電子自旋極化，及誘導微應變等方式，提升介面電荷傳輸能力，但本次研究發現，若能同時導入介面工程、加入非對稱金屬配位中心，可使介面電荷遷移最佳化，並有效調控二氧化碳與中間體的吸附強度。
研究團隊克服了二氧化碳還原反應的限制，首次成功導入限制在硫化鋅銦（ZnIn2S4）-xNy單層材料中的非對稱鋅硫化氮（Zn-N1S3）配位，突破本身僅具對稱金屬配位、電荷再分佈能力有限的先天缺點。
同時，研究團隊也利用輔助水熱法，將單層光觸媒ZnIn2S4-xNy與超薄苯功能化晶體石墨氮化碳（g-C3N4）奈米片耦合，製備出具化學鍵結的Z型異質結構奈米片複合材料，提供低阻抗的電荷傳輸路徑，使二氧化碳生成一氧化碳的選擇性高達100％，一氧化碳生成速率優於單純以石墨氮化碳或硫化鋅銦為基底的光觸媒。
展望未來，李炫錫表示，團隊也可將開發出的「非對稱活性配位工程技術」應用於其他材料的催化轉化上，也將持續研究各種有前景的材料和結構設計。研究團隊將尋求更進一步提高光觸媒性能的方法，使其能夠實際應用、易於整合到現有的基礎設施中，甚至是工業級應用上。◇
