Meget effektiv fotokatalysator, der omdanner kuldioxid til metan

Et forskerhold af Energy Science and Engineering ved DGIST har udviklet en titaniumdioxid (TiO2)-baseret, højeffektiv fotokatalysator, der omdanner kuldioxid til metan ved hjælp af en simpel reduktionsmetode.

Fotokatalysatorerne udviklet af forskerholdet kan bruges til at omdanne kuldioxid til brændstoffer som metan. Derfor, det kan anvendes på teknologier til kuldioxidreduktion og ressourcegenvinding.

Menneskeskabt udledning af drivhusgasser, især CO2, er en væsentlig faktor, der driver globale klimaændringer; bæredygtig, lavt kulstofindhold, let bærbare brændstoffer er et af de mest presserende behov i det moderne samfund. Til det formål, der har været en verdensomspændende indsats i gang for at finde måder at omdanne kuldioxid på, en væsentlig bidragyder til global opvarmning, til et brugbart brændstof, såsom brint, metan, ethanol, methanol og butanol.

For at bruge kuldioxid som en ressource, det er vigtigt at øge konverteringseffektiviteten og lysabsorptionseffektiviteten, når kuldioxid omdannes til brændstof, og at bruge fotokatalysatorer til at forhindre sekundære skadelige stoffer.

Kuldioxidgenanvendelse afhænger af syntetisering af materialer såsom titaniumdioxid, kobberoxid, og reduceret grafenoxid, eller kontrol af strukturen og overfladen af ​​fotokatalysatormateriale. DGISTs forskerhold har opdaget en syntesemetode, der hurtigt reducerer titaniumdioxid (TiO2) ved lave temperaturer ved hjælp af et stærkt reduktionsmiddel, natriumborhydrid (NaBH4).

I undersøgelsen, titaniumdioxid-baserede fotokatalysatorer ved brug af denne syntesemetode viste 12,49 procent omdannelse af metan til fotokemisk kuldioxid i gasfasen, hvilket repræsenterer den hidtil højeste konverteringsrate blandt de introducerede fotokatalysatorer.

Ud over, fotokatalysatoren udviklet af forskerholdet udviser kontrolleret båndgab gennem omdannelsen af ​​oxidationstallet fra fire til tre ved at bryde iltatomerne på overfladen af ​​titaniumdioxid. Denne ændring øger mængden af ​​lysabsorption og adskiller ladningen effektivt, hvilket resulterer i højere kulstofomdannelse af kuldioxid. I øvrigt, eksperimentet har også bevist, at effektiviteten af ​​methanomdannelse af kuldioxid kan øges op til 29 gange ved at bruge platinnanopartikler.

Professor In sagde, "Den nyudviklede titaniumdioxid fotokatalysator er overlegen i forhold til de andre fotokatalysatorer rapporteret, så vidt den har enestående kuldioxid konvertering effektivitet samt fremragende stabilitet. Vi vil gerne bidrage til udviklingen af ​​kuldioxid reduktion og genanvendelse teknologi ved at udføre yderligere forskning til forbedre konverteringseffektiviteten i det omfang, det kan kommercialiseres."