Onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology hebben een CO . ontworpen ₂ reductiemethode alleen gebaseerd op veelvoorkomende elementen. Een totale kwantumopbrengst van CO . van 57 procent behalen ₂ reductie producten, het is het best presterende systeem in zijn soort dat tot nu toe is gerapporteerd, het vergroten van de vooruitzichten voor kosteneffectieve oplossingen voor het afvangen van koolstof.

Aangezien de opwarming van de aarde een van de grootste uitdagingen is voor de mensheid in de 21e eeuw, de zoektocht om montage CO . te beteugelen ₂ uitstoot is urgenter dan ooit.

In een studie gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society , Osamu Ishitani en collega's van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) en het Japanse National Institute of Advanced Industrial Science and Technology rapporteren een fotokatalytisch systeem dat wetenschappers dichter bij het bereiken van kunstmatige fotosynthese brengt - het doel om een ​​duurzaam systeem te creëren dat vergelijkbaar is met de manier waarop planten omzetten CO ₂ tot nuttige energie door gebruik te maken van aardrijke metalen.

Hoewel metaalcomplexe fotokatalytische systemen zijn gerapporteerd voor CO ₂ vermindering, velen van hen gebruikten edel- en/of zeldzame-metaalcomplexen. Vergeleken met deze benaderingen die gebruik maken van zeldzame metalen (zoals ruthenium en renium), het gebruik van aardmetalen is "groener" en goedkoop, en heeft daardoor veel belangstelling gewekt.

Hun nieuwe proces bestaat uit twee componenten (zie figuur):(1) een kopercomplex (CuPS) dat zich gedraagt ​​als een redox-fotosensibilisator en (2) een op mangaan gebaseerde katalysator, Mn(4OMe).

CuPS bleek een stabiele en efficiënte redox-fotosensitizer te zijn, aangezien de ontleding slechts 2 procent was na 12 uur bestraling. In aanvulling, CuPS vertoonde een veel sterker reductievermogen in vergelijking met andere tot nu toe onderzochte fotosensitizers.

Het team meldde dat de totale kwantumopbrengst van CO ₂ reductieproducten was 57 procent, het omzetgetal op basis van de mangaankatalysator was meer dan 1300 en de selectiviteit van CO ₂ vermindering was 95 procent.

Vooral, het cijfer van 57 procent is opmerkelijk, zoals de onderzoekers zeggen:"Voor zover wij weten, dit is de hoogste kwantumopbrengst voor CO ₂ reductie met behulp van overvloedige elementen en de opbrengst zou vergelijkbaar zijn met die verkregen met zeldzame metalen."

De studie benadrukt de manier waarop incrementele vooruitgang in de chemie een grote impact kan hebben op het bredere doel om te werken aan een toekomst zonder fossiele brandstoffen.