В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Applied Catalysis B: Environmental, профессор Су-Ил Ин и исследователи из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST) в Корее разработали новый фотокатализатор для преобразования CO2 в углеводородное топливо. Их подход основан на концепции механизма переноса заряда по "Z-схеме" в гетероструктурированных фотокатализаторах, где границы раздела двух различных материалов играют центральную роль в химических процессах, которые напоминают перенос электронов в естественном фотосинтезе.
Они укрепили края наночастиц восстановленного титана наночастицами оксида меди (Cu2O) посредством фотоосаждения, уникальной, но относительно простой и недорогой процедуры. Большая электронная плотность восстановленного диоксида титана на границе раздела помогает нейтрализовать положительные заряды, называемые «электронными дырками», в Cu2O, которые в противном случае чрезмерно накапливаются и приводят к фотокоррозии. Кроме того, геометрическая конфигурация полученных поверхностей раздела позволяет обоим материалам подвергаться воздействию реактивной среды и совместно улучшать фотокаталитические характеристики, в отличие от структур ядро-оболочка, разработанных ранее для предотвращения фотокоррозии.
Помимо замечательных возможностей преобразования CO2, предлагаемый фотокатализатор имеет и другие преимущества, как объясняет профессор Ин: «Помимо стабильной работы в течение 42 часов при непрерывной работе, предлагаемый фотокатализатор состоит из материалов, богатых землей, что значительно увеличивает его экономичность. жизнеспособность."
Разработка и внедрение эффективных методов преобразования CO2 в топливо принесет как экологические, так и экономические выгоды.
В связи с этим профессор Ин отмечает: «Фотокаталитическое сокращение выбросов CO2 применимо в процессах, которые производят огромные объемы CO2, например, на тепловых электростанциях и промышленных ферментационных предприятиях (ликероводочных заводах). Внедрение этой технологии в такие объекты предоставит им доступ к недорогому и обильному топливу и сократит налоги на выбросы углерода."Излишне говорить, что более дешевая энергия будет иметь положительный волновой эффект во всей экономике, и это исследование показывает многообещающий способ добиться этого, в то же время переходя на экологичность.