Koreaanse onderzoekers streven ernaar om kunstmatige fotosynthesetechnologie om te zetten in realiteit om koolstofneutraliteit te bereiken of een netto CO2-emissiewaarde van nul te bereiken. Kunstmatige fotosynthese is een technologie die natuurlijke fotosynthese nabootst door de ontvangen zonlichtenergie te gebruiken om koolstofdioxide om te zetten in hoogwaardige verbindingen zoals ethyleen, methanol, en ethanol. Echter, economische en technische beperkingen hebben het relevante onderzoek alleen onder laboratoriumomstandigheden mogelijk gemaakt; dit onderzoek is ingedeeld in de vakgebieden zonnecelonderzoek en kooldioxideomzettingsonderzoek. Kleinschalig onderzoek onder laboratoriumomstandigheden naar de implementatie van kunstmatige fotosynthese impliceert dat er nog veel obstakels moeten worden overwonnen om praktische toepassingen te realiseren.

Er werd gemeld dat het onderzoeksteam onder leiding van Dr. Hyung Suk Oh en Dr. Woong Hee Lee van het Clean Energy Research Center van het Korea Institute of Science and Technology, in samenwerking met Dr. Jae Soo Yoo van Kyung Hee University, nanometergrote vertakte wolfraam-zilverkatalysatorelektroden die koolmonoxide in hoge opbrengsten kunnen opnemen uit het elektrochemische kooldioxideconversiesysteem. Deze kunnen ook worden gebruikt om het kooldioxide-conversiesysteem te combineren met siliciumzonnecellen om een ​​grootschalig kunstmatig fotosynthesesysteem te bereiken dat in echte zonne-omgevingen kan worden gebruikt.

De ontwikkelde katalysator kan worden toegepast op koolmonoxideproductiesystemen die werken door gasvormig kooldioxide om te zetten in koolmonoxide; deze vertoonden een toename van meer dan 60% in koolmonoxide-opbrengst dan conventionele zilverkatalysator en bleven zelfs na 100 uur experimenteren stabiel. Verder, de verbeterde efficiëntie en duurzaamheid van de eerstgenoemde vanuit het perspectief van het katalysatormateriaal werden bestudeerd met behulp van elektronenmicroscopie en real-time analyse, en er werd ontdekt dat de driedimensionale structuur van de katalysator en de kristalstructuur van de vertakkingsvorm bijdroegen aan de hoge opbrengst.

De onderzoekers gebruikten de genoemde katalysator verder om een ​​kunstmatig fotosynthesesysteem te ontwikkelen door een koolstofdioxideomzettingssysteem te combineren met 120 cm ² gecommercialiseerde siliciumzonnecellen, en het systeem werkte soepel. Dit systeem vertoonde een hoge conversie-efficiëntie van zonlicht naar verbinding van 12,1%, wat de hoogste waarde is die is gerapporteerd voor alle kunstmatige fotosynthesesystemen op basis van siliciumzonnecellen die tot nu toe zijn ontwikkeld. Het systeem heeft ook met succes kooldioxide omgezet in koolmonoxide met een hoog rendement, alleen in de aanwezigheid van zonlicht in een buitenomgeving.

Dr. Hyung Suk Oh van KIST zei dat ze "een zinvol kunstmatig fotosynthesesysteem hebben ontwikkeld dat direct door zonlicht in echte zonne-omgevingen werkt door gebruik te maken van gecommercialiseerde siliciumzonnecellen. Als op basis van deze studie zeer efficiënte kunstmatige fotosynthesetechnologie in de praktijk kan worden gebracht, we kunnen de uitstoot van broeikasgassen verminderen door de koolstofdioxide die wordt uitgestoten door staalfabrieken en petrochemische fabrieken om te zetten in koolstofmonoxide, en we kunnen chemische basisverbindingen produceren die in petrochemische fabrieken worden vervaardigd via de kunstmatige fotosynthesemethode, wat koolstofneutraliteit met zich meebrengt."

De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het laatste nummer van Toegepaste Katalyse B:Milieu .