Su-Il教授

DGIST的研究人員正接近開發(fā)出一種能帶來雙重打擊的材料:回收大氣中的二氧化碳，用于生產(chǎn)更清潔的碳氫化合物燃料。

添加到藍色二氧化鈦光催化劑表面的銅和鉑納米顆粒顯著提高了其將大氣中的二氧化碳回收為碳氫化合物燃料的能力。

這種改性光催化劑是由大邱京畿道科學技術研究所(DGIST)的研究人員與韓國、日本和美國的同事共同開發(fā)和測試的。它在30分鐘內(nèi)將陽光轉(zhuǎn)化為燃料，效率為3.3%。研究人員在發(fā)表于《能源與環(huán)境科學》(Energy and Environmental Science)雜志上的研究報告中稱，這種“光轉(zhuǎn)換效率”是一個重要的里程碑，因為這意味著大規(guī)模使用這種技術正變得更加現(xiàn)實。

光催化劑是一種半導體材料，可以利用太陽光的能量催化化學反應?？茖W家們正在研究利用它們從大氣中捕獲有害的二氧化碳，作為緩解全球變暖的許多手段之一。一些光催化劑正在進行測試，看它們是否有能力將二氧化碳回收成碳氫化合物燃料，比如天然氣中的主要成分甲烷。與其他化石燃料相比，甲烷燃燒釋放到大氣中的二氧化碳更少，這使得它成為一個有吸引力的替代品。但是，科學家們發(fā)現(xiàn)很難制造出能夠產(chǎn)生足夠多的碳氫化合物產(chǎn)品的光催化劑，使其應用于實際。

DGIST能源科學與工程系的Su-Il In教授和他的同事們通過在藍色二氧化鈦表面添加銅和鉑納米顆粒對其進行了改性。

銅具有良好的二氧化碳吸附性能，而鉑則非常善于從太陽能中分離出藍色二氧化鈦所產(chǎn)生的迫切需要的電荷。

研究小組開發(fā)了一種獨特的裝置來精確測量催化劑的光轉(zhuǎn)換效率。催化劑被放置在一個接受可計量的人造陽光的室內(nèi)。二氧化碳氣體和水蒸氣穿過燃燒室，經(jīng)過催化劑。一臺分析儀測量了由于光催化反應而從氣室中逸出的氣體成分。

藍色二氧化鈦催化劑將陽光中的能量轉(zhuǎn)化為電荷，電荷被轉(zhuǎn)移到二氧化碳和水中的碳和氫分子上，將它們轉(zhuǎn)化為甲烷和乙烷氣體。研究發(fā)現(xiàn)，在催化劑表面添加銅和鉑納米粒子可以顯著提高該工藝的效率。

“光催化劑具有很高的轉(zhuǎn)化效率，相對容易制造，有利于商業(yè)化，”In教授說。”

該團隊計劃繼續(xù)努力，進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，并提高其機械完整性，使操作更容易。