Nowy fotokatalizator skutecznie przekształca dwutlenek węgla w paliwo za pomocą światła

Вдохновленный фотосинтезом в природе, углекислый газ эффективно преобразуется в метановое топливо с

przy użyciu nowo opracowanego katalizatora słonecznego. Nawiasem mówiąc, jest wykonany z materiałów na bazie miedzi, co czyni go tańszym.

Ogólnie rzecz biorąc, przekształca dwutlenek węgla (CO₂) wPaliwo na bazie metanu (CH₄) wykorzystujące fotokatalizator stanowi wyzwanie termodynamiczne. Faktem jest, że proces redukcji chemicznej polega na jednoczesnym przeniesieniu ośmiu elektronów. 

Tlenek miedzi (Cu₂O), materiał półprzewodnikowy,Do redukcji dwutlenku węgla do innych produktów chemicznych – tlenku węgla i metanu, wykorzystano zarówno fotokatalizator, jak i elektrokatalizator. Jednak niska stabilność i nieselektywna redukcja, powodująca powstawanie wielu różnych produktów, ograniczają jego zastosowanie. Oddzielenie i oczyszczenie tych produktów z mieszaniny może być bardzo trudne. Tworzy to barierę technologiczną dla zastosowań na dużą skalę. Ponadto tlenek miedziawy może łatwo korodować po krótkiej ekspozycji na światło.

Aby przezwyciężyć te problemy, naukowcyzsyntetyzowali nowatorski fotokatalizator poprzez uwięzienie tlenku miedzi w metaloorganicznych strukturach metaloorganicznych (MOF) na bazie miedzi. W ten sposób udało im się kontrolować transfer elektronów i selektywnie wytwarzać czysty gazowy metan. W porównaniu z tlenkiem miedziawym bez powłoki MOF, tlenek miedziawy z powłoką konsekwentnie redukuje dwutlenek węgla do metanu po napromieniowaniu światłem widzialnym z prawie dwukrotnie większą wydajnością. Ponadto tlenek miedzi platerowany MOF był silniejszy, a maksymalna absorpcja dwutlenku węgla była prawie siedmiokrotnie większa niż w przypadku niepowlekanego tlenku miedzi.

Badanie zostało przeprowadzone przez dr Ng Yun-Hau (NgYun-hau, adiunkt w Szkole Energii i Środowiska (SEE), we współpracy z naukowcami z Australii, Malezji i Wielkiej Brytanii. Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Angewandte Chemie.

Czytaj więcej

Spójrz na 8 bilionów pikseli obrazu Marsa

Naukowcy opracowali substytut teorii względności. Jaka jest istota „teorii wszystkiego”?

Naukowcy znaleźli dowody na krzyżowanie się współczesnych ludzi z neandertalczykami

korodować - korodować