Att anta den fotokatalytiska omvandlingen av CO2 till bränsle i högutsläppsanläggningar skulle vara mycket fördelaktigt för både miljön och ekonomin. Upphovsman:Shutterstock
Forskare vid Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology, Korea, utveckla en ny "heterostrukturerad" fotokatalysator med titan och koppar, två rikliga och relativt billiga metaller. Deras kostnadseffektiva syntesförfarande, i kombination med fotokatalysatorns höga stabilitet, ger ett ekonomiskt genomförbart sätt att omvandla avfallskoldioxid och vatten till användbara kolvätebränslen med hjälp av oändligt solljus.
Den eskalerande koldioxiden (CO 2 ) utsläpp och den därpå följande accelerationen av klimatförändringarna är alarmerande, och det har visat sig vara utmanande att hitta genomförbara sätt att aktivt minska koncentrationen av CO 2 i atmosfären. Tänk om vi hämtade inspiration från fotosyntes, den process genom vilken växter använder solljus för att omvandla CO 2 och vatten till användbara kemikalier?
I en nyligen publicerad studie publicerad i Applied Catalysis B:Environmental , Prof Su-Il In och forskare från Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) i Korea utvecklade en ny fotokatalysator för konvertering av CO 2 till kolvätebränslen. Deras tillvägagångssätt är baserat på begreppet "Z-schema" laddningsöverföringsmekanism i heterostrukturerade fotokatalysatorer, där gränssnitten mellan två olika material spelar en central roll i kemiska processer som liknar elektronöverföringar i naturlig fotosyntes.
De förstärkte reducerade titan -nanopartiklar med kanteroxid (Cu 2 O) nanopartiklar genom foto-deposition, ett unikt men relativt enkelt och billigt förfarande. Den rika elektrontätheten hos reducerad titandioxid vid gränssnittet hjälper till att neutralisera positiva laddningar, kallas elektronhål, i Cu 2 O, som annars ackumuleras överdrivet och leder till fotokorrosion. Dessutom, den geometriska konfigurationen av de resulterande gränssnitten gör att båda materialen kan exponeras för det reaktiva mediet och tillsammans förbättra fotokatalytisk prestanda, i motsats till kärna-skal-strukturer som tidigare utvecklats för att undvika fotokorrosion. Förutom dess anmärkningsvärda CO 2 konverteringsmöjligheter, den föreslagna fotokatalysatorn har andra fördelar, som Prof In förklarar:"Bortsett från att visa stabil prestanda i 42 timmar under kontinuerlig drift, den föreslagna fotokatalysatorn består av jordmånga material, vilket i hög grad bidrar till dess ekonomiska bärkraft."
Utvecklingen och antagandet av hållbara metoder för att omvandla CO 2 till bränsle skulle ha både miljömässiga och ekonomiska fördelar. I detta avseende Prof I kommentarer:"Fotokatalytisk CO 2 reduktion är tillämplig i processer som producerar enorma mängder CO 2 , som termiska kraftverk och industriella jäsningsanläggningar (destillerier). Att integrera denna teknik i sådana anläggningar kommer att ge dem tillgång till billigt och rikligt bränsle och sänkta skatter på koldioxidutsläpp." billigare energi skulle ha positiva ringverkningar i hela ekonomin, och denna studie visar ett lovande sätt att ta sig dit samtidigt som det blir grönt samtidigt.
