Un estudio liderado por los profesores Bi Yingpu y Wang Kangkang del Instituto de Físico-Química de Lanzhou (LICP) investigó cómo ocurre la conversión fotocatalítica de CO₂ a CO en catalizadores de óxido de titanio-bakır de un solo átomo (Cu-TiO₂). Los investigadores observaron las interacciones dinámicas de moléculas de CO₂ y H₂O en los sitios activos de la superficie del catalizador utilizando espectroscopia de fotoelectrones de rayos X in situ y espectroscopia infrarroja.
El estudio mostró que los sitios de bakır de un solo átomo facilitan la adsorción de H₂O y la inyección de electrones, lo que desencadena la adsorción y activación de CO₂ en los sitios de titanio adyacentes. Esta colaboración aumentó significativamente la eficiencia de la conversión de CO₂ a CO. Los catalizadores Cu-TiO₂ de un solo átomo demostraron un rendimiento cinco veces más efectivo en la conversión de CO₂ a CO en comparación con TiO₂ puro, con una eficiencia de 161.1 μmol g⁻¹ h⁻¹.
Los investigadores señalaron que estos hallazgos cuestionan las suposiciones tradicionales sobre los catalizadores de bakır de un solo átomo, lo que llevará a la reevaluación de los modelos estáticos de estructura-actividad. El estudio proporciona información para el diseño de nuevos catalizadores que contribuirán al almacenamiento de energía renovable y al ciclo del carbono.