Ο νέος φωτοκαταλύτης μετατρέπει αποτελεσματικά το διοξείδιο του άνθρακα σε καύσιμο χρησιμοποιώντας φως

Εμπνευσμένο από τη φωτοσύνθεση στη φύση, το διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται αποτελεσματικά σε καύσιμο μεθανίου με

χρησιμοποιώντας έναν πρόσφατα αναπτυγμένο ηλιακό καταλύτη. Παρεμπιπτόντως, είναι κατασκευασμένο από υλικά με βάση τον χαλκό, γεγονός που το καθιστά πιο προσιτό.

Γενικά μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) σεΤο καύσιμο με βάση το μεθάνιο (CH4) που χρησιμοποιεί φωτοκαταλύτη είναι θερμοδυναμικά προκλητικό. Γεγονός είναι ότι η διαδικασία χημικής αναγωγής περιλαμβάνει την ταυτόχρονη μεταφορά οκτώ ηλεκτρονίων. 

Οξείδιο του χαλκού (Cu2O), ημιαγωγό υλικό,Τόσο ένας φωτοκαταλύτης όσο και ένας ηλεκτροκαταλύτης χρησιμοποιήθηκαν για τη μείωση του διοξειδίου του άνθρακα σε άλλα χημικά προϊόντα - μονοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο. Ωστόσο, η χαμηλή σταθερότητα και η μη επιλεκτική μείωση, που προκαλεί το σχηματισμό πολλών διαφορετικών προϊόντων, έχουν περιορίσει τη χρήση του. Ο διαχωρισμός και ο καθαρισμός αυτών των προϊόντων από το μείγμα μπορεί να είναι πολύ δύσκολος. Αυτό δημιουργεί ένα τεχνολογικό εμπόδιο για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας. Επιπλέον, το οξείδιο του χαλκού μπορεί εύκολα να διαβρωθεί μετά από σύντομη έκθεση στο φως.

Για να ξεπεράσουν αυτά τα προβλήματα, οι επιστήμονεςσυνέθεσε έναν νέο φωτοκαταλύτη παγιδεύοντας οξείδιο του χαλκού σε μεταλλικά-οργανικά πλαίσια με βάση τον χαλκό (MOFs). Με αυτόν τον τρόπο, κατάφεραν να ελέγξουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων και να παράγουν επιλεκτικά καθαρό αέριο μεθάνιο.Σε σύγκριση με το οξείδιο του χαλκού χωρίς κέλυφος MOF, το οξείδιο του χαλκού με κέλυφος μειώνει σταθερά το διοξείδιο του άνθρακα σε μεθάνιο όταν ακτινοβολείται με ορατό φως με σχεδόν διπλάσια απόδοση. Επιπλέον, το επικαλυμμένο με MOF οξείδιο του χαλκού ήταν ισχυρότερο και η μέγιστη απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα ήταν σχεδόν επτά φορές μεγαλύτερη από αυτή του μη επικαλυμμένου οξειδίου του χαλκού.

Η μελέτη διεξήχθη από τον Dr.Ng Yun-Hau (NgYun-hau, Επίκουρος Καθηγητής στη Σχολή Ενέργειας και Περιβάλλοντος (SEE), σε συνεργασία με ερευνητές από την Αυστραλία, τη Μαλαισία και το Ηνωμένο Βασίλειο. Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στο επιστημονικό περιοδικό Angewandte Chemie.

Διαβάστε περισσότερα

Κοιτάξτε μια εικόνα 8 τρισεκατομμύρια pixel του Άρη

Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια αντικατάσταση για τη θεωρία της σχετικότητας. Ποια είναι η ουσία της «θεωρίας των πάντων»;

Οι επιστήμονες έχουν βρει αποδείξεις διασταύρωσης σύγχρονων ανθρώπων με τους Νεάντερταλ

διάβρωση - για διάβρωση