剑桥大学Annuar/刘永鹏/Reisner团队Nature Chemical Engineering：迈向规模化太阳能固废重整

该研究针对光催化重整技术规模化应用的瓶颈，报道了一种基于单源前驱体(SSP)衍生的Co-Zr混合金属助催化剂薄膜的光催化反应器。研究背景是当前氢气生产过度依赖化石燃料，同时固体废弃物管理带来环境挑战。研究目的是开发一种可扩展、经济的光催化系统，实现太阳能驱动下固体废弃物向氢气和增值化学品的转化。研究团队合成了[Co4Zr2O(OnPr)10(acac)4]单源前驱体，通过室温喷涂工艺将Co-Zr助催化剂沉积于Al:SrTiO3光吸收层上，实现了从1 cm²到1 m²的可扩展制备。在剑桥大学户外自然光照条件下，1平方米反应器以预处理纤维素和葡萄糖为底物分别获得1.51和5.24 mmol/m²的H₂产量，同时联产甲酸、乙酸等高值有机物。基于真实实验数据的技术经济分析估算了H₂成本。结论表明，该研究通过创新材料设计和工艺优化，为光催化固废重整技术的规模化应用提供了切实可行的路径。