人工合成甲醇燃料（不消耗额外的能量凭空合成燃料甲醇）

数百年来，化石燃料一直是人类活动和工业生产的主要能源。随着人类社会的发展，化石能源的减少和二氧化碳浓度的增加引起了人们的极大关注。例如，能源危机、温室效应和海洋酸化是人类面临的一些主要问题。

将二氧化碳转化为碳氢化合物燃料被认为是一种理想的解决方案，既能解决环境问题，又能解决能源消耗的高要求。将二氧化碳转化为有机燃料的方法多种多样，如光催化还原、电催化还原、生物转化、加氢和干燥重整等。

然而，二氧化碳加氢生成甲醇的工艺需要较高的温度和较高的压力，这里的温度范围为200-250℃，而压力为5-10 MPa，这会大大限制甲醇的产率。实际上，二氧化碳的光催化还原还可以在温和的温度和压力下进行，但在黑暗中就不能工作了。

温度变化是我们日常生活中经常出现的现象，在温度变化过程中获取如此丰富的能源具有重要意义。这种想法是合理的，因为热释电材料可以通过重复冷却或加热过程将热能转化为电能。热释电材料可以在温度变化时产生正电荷和负电荷。热释电过程产生的游离电荷可应用于染料分解和水分解等催化过程。

理论计算表明，在理想状态下，热电驱动的能量转换效率可达84-92%，远高于光伏能量转换效率的20%。然而，据我们所知，国外还没有关于利用热释电材料从温度变化中收集能量来减少二氧化碳的报道。

现在，我国科学家通过热释电催化，在温度变化低于100°C的情况下，将空气中的水和二氧化碳还原成​甲醇。对铁电体的催化性能的研究已有70年的历史。例如，铁电体极化产生的内部场可以分离电子和空穴，从而提高催化效率。铁电极化会影响分子在材料表面的吸附和解吸。众所周知，所有铁电材料都是热释电材料。钨酸铋是铋层结构Aurivillius相中最简单的一种，具有良好的铁电性和热释电性。

研究人员使用了层状钙钛矿钨酸铋纳米板，它可以从温度变化中获取热能，在15°C至70°C的温度下驱动热释电催化二氧化碳还原成燃料甲醇。结果表明，经过20个循环的变温处理后，甲醇的收率可达55.0μmol/g。这种高效、经济、环保的热释电催化方法，可能使科学家在未来利用每天的温度变化来制造甲醇。​这一研究已经发表在《自然通讯》杂志上。​