光子驱动的炼金术：光如何重写化石燃料化学

该研究由科罗拉多州立大学（CSU）化学系及可持续光氧化还原催化中心（SuPRCat）的Garret Miyake教授和Robert Paton教授领导。他们的系统——灵感源自光合作用——利用可见光温和改变化合物性质。具体机制是通过暴露于两个独立的光子（光粒子）来产生所需反应的能量。Miyake表示，单个光子通常无法携带足够能量驱动这些过程。通过结合两个光粒子的能量，该团队的系统可轻松实现超强还原反应——这类化学变化需要大量能量来断裂强韧化学键或添加电子。

Miyake指出，该系统已在一组称为芳香烃（arenes）的化合物上进行测试。这类化合物通常具有化学惰性。

"该技术是当前还原芳烃（如化石燃料中的苯）的最高效系统，可用于生产塑料和医药所需的化学品，"Miyake表示，"由于原始化学键强度极高，通常引发这类反应既困难又耗能。"

本研究延续了通过CSU美国国家科学基金会可持续光氧化还原催化中心开展的工作。Miyake担任这个多机构研究项目的负责人，致力于变革多领域化学合成工艺。

资助本研究的美国国家科学基金会化学创新中心计划项目主任Katharine Covert指出，光氧化还原催化已成为众多行业不可或缺的技术。

Miyake表示，该中心的研究人员正在开发与本文所述类似的催化系统，以支持化肥用氨的节能生产、全氟烷基物质（PFAS）永久性化学物质的降解，以及塑料的升级回收。

"我们组建了全明星化学家团队应对这些挑战，为世界创造更可持续的未来，"Miyake强调，"全球倒计时已经开启，我们必须赶在现有发展模式将人类推向不可逆转的境地之前，全力开发可持续技术。"

科罗拉多大学博尔德分校的Niels Damrauer教授也是论文作者及中心成员。其他CSU作者包括Amreen Bains、Brandon Portela、Alexander Green、Anna Wolff和Ludovic Patin。