日本千葉大學開發了一項新技術，透過調整照射於由鐵奈米粒子與氧化鋯組成之光觸媒(Fe-ZrO₂)的光強度，將可依序選擇性地從二氧化碳(CO₂)製造出一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)與丙烷(C₃H₈)。由於鐵是價格低廉且容易取得的材料，具有經濟效益，今後可望有助於實現全新的碳中和循環體系。
千葉大學使用含有碳同位素¹³C的「¹³CO₂」，詳細探討了光還原反應的機制。首先，在以Fe-ZrO₂為光觸媒、氫氣作為還原劑的條件下，於每平方公分110毫瓦的紫外可見光照射下進行¹³CO₂光還原反應試驗，結果發現¹³CO以每克光觸媒每小時3.7微莫耳的速率穩定生成。
接著，將紫外可見光的強度提高至每平方公分322毫瓦後再次進行¹³CO₂光還原反應試驗，生成物轉變為¹³CH₄。然而，當反應時間經過5小時後，其反應活性反而低於110毫瓦光強度下的實驗結果。研究團隊推測，這可能是因為CO₂覆蓋了光觸媒上活性的鐵表面，導致觸媒活性下降。
隨後，當光強度提高至472毫瓦時，¹³CH₄的生成速率快速上升至每小時170微莫耳，而在持續反應20至48小時後，也成功生成了¹³C₂H₆與¹³C₃H₈。目前，透過光觸媒對CO₂進行光還原所產生的產物價格中，CO與CH₄約為每公斤9~26日圓，而C₂H₆與C₃H₈則高達130~1,200日圓，相差5~130倍。若使用低成本的鐵作為原料，將能降低光觸媒的製備成本，進而有助於落實經濟負擔較小的社會永續發展。