Ändringar av Ag – HPW/TiO 2 efter metan fotokemisk koppling. Kreditera: Naturenergi (2020). DOI:10.1038/s41560-020-0616-7
Ett team av forskare från universitetet i Lille, CNRS, Centrale Lille, University of Artois, i Frankrike, och Keele University i Storbritannien har utvecklat ett sätt att producera etan från metan med hjälp av en fotokemisk looping -strategi. I deras tidning publicerad i tidningen Naturenergi , gruppen beskriver deras process. Fumiaki Amano vid University of Kitakyushu i Japan har publicerat en artikel om News &Views om arbetet som gjorts av teamet i samma journalnummer.
Under de senaste åren har metan har blivit viktigt för produktion av bränslen och andra kemikalier. Men på grund av dess stabilitet, omvandling av metan till önskade produkter kräver höga temperaturer och resulterar i mindre än önskad selektivitet. Att utveckla ett sätt att genomföra sådana omvandlingar utan behov av energikrävande värmeproduktion har varit ett mål för kemister inom området i flera år. Tidigare forskning har föreslagit att metankoppling är ett attraktivt alternativ på grund av den lätthet med vilken den kan dehydrogeneras till eten. I denna nya insats, forskarna följde upp sådana förslag, och därmed har utvecklat ett sätt att producera etan från metan som övervinner tidigare problem.
Amano föreslår framgångsfaktorn som används av forskarna centrerad kring utvecklingen av ett tredelat nanokompositmaterial-genom att tillsätta fosfotungstinsyra och silverkatjoner till ett traditionellt TiO 2 fotokatalysator. Den resulterande Ag – HPW/TiO 2 nanokompositer inducerade metankoppling som resulterade i produktion av etan - och även små mängder propan och CO 2 . Slutresultatet var en loop-process i två steg som baserades på fotokemiska omvandlingar. Amano noterar att processen resulterade i minskning av silverkatjon till en metallisk, som följdes upp av reoxidering av en metallisk silverart med användning av syre som bestrålades med ultraviolett ljus. Han påpekar också att HPW -beläggningen som användes på partiklarna var en viktig faktor för att förbättra selektiviteten, och föreslår att loopox -redoxcykeln på vissa sätt liknar reaktionerna som sker i laddningsbara batterier.
Testning visade att processen hade 90 procent selektivitet på koldioxidbasis och dess kvanteffektivitet ansågs hög jämfört med andra fotokatalysatorsystem.
© 2020 Science X Network
