一二沖程催化劑捕獲二氧化碳用于清潔燃料

添加到藍(lán)色二氧化鈦光催化劑表面的銅和鉑納米顆粒顯著改善了將大氣二氧化碳再循環(huán)到烴燃料中的能力。

改性光催化劑由大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所(DGIST)的研究人員與韓國，日本和美國的同事共同開發(fā)和測(cè)試。它在30分鐘內(nèi)將陽光轉(zhuǎn)化為燃料，效率為3.3%。這種“光轉(zhuǎn)換效率”是一個(gè)重要的里程碑，研究人員在他們發(fā)表在能源與環(huán)境科學(xué)雜志上的研究報(bào)告中指出，這意味著大規(guī)模使用這種技術(shù)正變得更加現(xiàn)實(shí)。

光催化劑是半導(dǎo)體材料，可以利用來自太陽光的能量來催化化學(xué)反應(yīng)?？茖W(xué)家們正在研究它們用于捕獲大氣中有害二氧化碳的用途，這是緩解全球變暖的眾多方法之一。正在測(cè)試一些光催化劑將二氧化碳再循環(huán)到烴類燃料中的能力，甲烷是天然氣中的主要成分。甲烷燃燒釋放較少的二氧化碳進(jìn)入大氣相比其它化石燃料，使其成為有吸引力的替代。但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)很難制造光催化劑，這些光催化劑能夠產(chǎn)生足夠大量的烴類產(chǎn)品供其實(shí)際使用。

DGIST能源科學(xué)與工程系的Su-Il In教授及其同事通過在其表面添加銅和鉑納米顆粒來改性藍(lán)色二氧化鈦光催化劑。

銅具有良好的二氧化碳吸附，而鉑非常擅長(zhǎng)將藍(lán)色二氧化鈦產(chǎn)生的急需電荷與太陽能分開。

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種獨(dú)特的設(shè)置，可準(zhǔn)確測(cè)量催化劑的光轉(zhuǎn)換效率。將催化劑置于容納可量化的人造陽光的室中。二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣通過腔室，經(jīng)過催化劑。分析儀測(cè)量了由于光催化反應(yīng)而從室中流出的氣體組分。

藍(lán)色二氧化鈦催化劑將太陽光中的能量轉(zhuǎn)換成電荷，該電荷被轉(zhuǎn)移到二氧化碳和水中的碳和氫分子，以將它們轉(zhuǎn)化成甲烷和乙烷氣體。發(fā)現(xiàn)在催化劑表面上添加銅和鉑納米顆粒顯著提高了該方法的效率。

“ 光催化劑具有非常高的轉(zhuǎn)換效率，并且相對(duì)容易制造，因此有利于商業(yè)化，”In教授說。“

該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)努力，進(jìn)一步提高催化劑的光轉(zhuǎn)換效率，使其足夠厚，以吸收所有入射光，并提高其機(jī)械完整性，使操作更容易。

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