ด้วยแรงบันดาลใจจากการสังเคราะห์ด้วยแสงในธรรมชาติ คาร์บอนไดออกไซด์จึงถูกแปลงเป็นเชื้อเพลิงมีเทนอย่างมีประสิทธิภาพ
โดยทั่วไปจะแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เป็นเชื้อเพลิงที่มีเทนเป็นองค์ประกอบหลัก (CH₄) ซึ่งใช้โฟโตคะตะลิสต์ถือเป็นความท้าทายทางอุณหพลศาสตร์ ความจริงก็คือกระบวนการลดสารเคมีเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแปดตัวพร้อมกัน
คอปเปอร์ออกไซด์ (Cu₂O) วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงและตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าถูกนำมาใช้เพื่อลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงในผลิตภัณฑ์เคมีอื่นๆ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์และมีเทน อย่างไรก็ตาม ความเสถียรต่ำและการลดแบบไม่เลือกสรรซึ่งทำให้เกิดการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมาย ได้จำกัดการใช้งาน การแยกและทำให้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้บริสุทธิ์จากส่วนผสมอาจเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก สิ่งนี้สร้างอุปสรรคทางเทคโนโลยีให้กับแอปพลิเคชันขนาดใหญ่ นอกจากนี้ cuprous ออกไซด์สามารถกัดกร่อนได้ง่ายหลังจากสัมผัสกับแสงเป็นเวลาสั้นๆ
เพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์โฟโตคะตะลิสต์แบบใหม่โดยการดักจับคอปเปอร์ออกไซด์ในกรอบโลหะอินทรีย์อินทรีย์ที่มีทองแดง (MOF) ด้วยวิธีนี้ พวกเขาสามารถควบคุมการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและเลือกผลิตก๊าซมีเทนบริสุทธิ์ได้ เมื่อเปรียบเทียบกับ cuprous ออกไซด์ที่ไม่มีเปลือก MOF แล้ว cuprous ออกไซด์ที่มีเปลือกจะลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นมีเทนอย่างสม่ำเสมอเมื่อฉายรังสีด้วยแสงที่มองเห็นได้และให้ผลผลิตเกือบสองเท่า นอกจากนี้ คอปเปอร์ออกไซด์ที่หุ้มด้วย MOF นั้นแข็งแกร่งกว่า และการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดนั้นมากกว่าคอปเปอร์ออกไซด์ที่ไม่เคลือบผิวเกือบเจ็ดเท่า
การศึกษาจัดทำโดย Dr.Ng Yun-Hau (NgYun-hau ผู้ช่วยศาสตราจารย์จาก School of Energy and Environment (SEE) ร่วมกับนักวิจัยจากออสเตรเลียมาเลเซียและสหราชอาณาจักร ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Angewandte Chemie
อ่านเพิ่มเติม
ดูภาพดาวอังคาร 8 ล้านล้านพิกเซล
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาทดแทนทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะไรคือสาระสำคัญของ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง"?
นักวิทยาศาสตร์พบหลักฐานการผสมพันธ์ของมนุษย์ยุคใหม่กับมนุษย์ยุคหิน
กัดกร่อน - เพื่อกัดกร่อน