Kooldioxide is een belangrijke oorzaak van de opwarming van de aarde. Om de atmosferische kooldioxideconcentratie te beheersen, veel landen zijn actief op zoek naar effectieve manieren om koolstofdioxide om te zetten in chemische brandstoffen zoals methaan, ethaan en methanol. Vooral, een hoogrenderende fotokatalysator is essentieel om de vorming van secundaire schadelijke stoffen te voorkomen bij de omzetting van kooldioxide in chemische brandstoffen.

Het gezamenlijke onderzoeksteam van DGIST heeft een nieuwe fotokatalysator van titania ontwikkeld die koolstofdioxide drie keer efficiënter omzet in methaan dan de bestaande fotokatalysator door het oppervlak te manipuleren. Het onderzoeksteam heeft een eenvoudige magnesiothermische reductiemethode toegepast om zuurstofarm titaniumdioxide te synthetiseren door zuurstofatomen op het oppervlak van titaniumdioxide te verwijderen, het produceren van een zeer efficiënte fotokatalysator die koolstofdioxide kan omzetten in methaan.

Het onderzoeksteam benadrukt de gecontroleerde band gap van de nieuw ontwikkelde fotokatalysator, bereikt door zuurstofatomen op het oppervlak van titaniumdioxide te verwijderen door sterke reductie van magnesium en waterstof. Deze band gap-regeling verbetert de lichtabsorptie en optimaliseert de efficiënte ladingsscheiding. Als resultaat, de fotokatalysator verhoogt de omzettingssnelheid van kooldioxide in methaan tot drie keer in vergelijking met de bestaande fotokatalysator.

In aanvulling, de fotokatalysator met gereduceerd titaandioxide is superieur aan het bestaande titaandioxide wat betreft de omzettingsefficiëntie van kooldioxide in methaan. Het benadrukt ook de uitmuntendheid van de huidige magnesiothermische reductiemethode, die werd toegepast via een relatief eenvoudige thermoreductiemethode met Mg-metaal en waterstofgas.