Een onderzoeksteam van Energy Science and Engineering bij DGIST heeft een op titaniumdioxide (TiO2) gebaseerd, zeer efficiënte fotokatalysator die koolstofdioxide omzet in methaan met behulp van een eenvoudige reductiemethode.

De door het onderzoeksteam ontwikkelde fotokatalysatoren kunnen worden gebruikt om koolstofdioxide om te zetten in brandstoffen zoals methaan. Daarom, het kan worden toegepast op technologieën voor de vermindering van kooldioxide en het terugwinnen van hulpbronnen.

Antropogene uitstoot van broeikasgassen, vooral CO2, is een belangrijke factor die de wereldwijde klimaatverandering stimuleert; duurzaam, koolstofarm, gemakkelijk draagbare brandstoffen zijn een van de meest dringende behoeften van de moderne samenleving. Daartoe, er is een wereldwijde inspanning gaande om manieren te vinden om koolstofdioxide om te zetten, een belangrijke bijdrage aan de opwarming van de aarde, tot bruikbare brandstof, zoals waterstof, methaan, ethanol, methanol en butanol.

Om koolstofdioxide als grondstof te gebruiken, het is essentieel om de conversie-efficiëntie en lichtabsorptie-efficiëntie te verhogen bij het omzetten van koolstofdioxide in brandstof, en het gebruik van fotokatalysatoren om secundaire schadelijke stoffen te voorkomen.

Recycling van kooldioxide is afhankelijk van synthetiserende materialen zoals titaandioxide, koperoxide, en gereduceerd grafeenoxide, of het regelen van de structuur en het oppervlak van fotokatalysatormateriaal. Het onderzoeksteam van DGIST heeft een synthesemethode ontdekt die titaniumdioxide (TiO2) snel reduceert bij lage temperaturen met behulp van een sterk reductiemiddel, natriumboorhydride (NaBH4).

In de studie, Fotokatalysatoren op basis van titaniumdioxide die deze synthesemethode gebruikten, toonden 12,49 procent omzetting van methaan in fotochemisch koolstofdioxide in de gasfase, wat tot nu toe de hoogste conversieratio van de geïntroduceerde fotokatalysatoren vertegenwoordigt.

In aanvulling, de door het onderzoeksteam ontwikkelde fotokatalysator vertoont een gecontroleerde bandafstand door de omzetting van het oxidatiegetal van vier naar drie door de zuurstofatomen op het oppervlak van titaniumdioxide te breken. Deze verandering verhoogt de hoeveelheid lichtabsorptie en scheidt efficiënt de lading, wat resulteert in een hogere koolstofomzetting van koolstofdioxide. Bovendien, het experiment heeft ook aangetoond dat de efficiëntie van de methaanomzetting van koolstofdioxide tot 29 keer kan worden verhoogd met behulp van platina-nanodeeltjes.

Professor In zei:"De nieuw ontwikkelde fotokatalysator van titaandioxide is superieur aan de andere gerapporteerde fotokatalysatoren, voor zover deze een uitstekende koolstofdioxide-omzettingsefficiëntie en uitstekende stabiliteit heeft. We willen graag bijdragen aan de ontwikkeling van koolstofdioxidereductie- en recyclingtechnologie door verder onderzoek te doen naar verbetering van de conversie-efficiëntie voor zover het kan worden gecommercialiseerd."