Во главе с Марсело Гусманом, адъюнкт-профессором химии в британском Колледже Искусств и Наук, и Жуйсинь Чжоу, докторанта, работающего с Гусманом, исследователи использовали синтетический наноматериал, который объединяет высоко уменьшающую мощность медной окиси (Cu2O) с покрытием окисляющегося диоксида титана (TiO2), который предотвращает потерю меди (I) ион в катализаторе. У катализатора, сделанного из Cu2O/TiO2, есть уникальная способность передать электроны для сокращения атмосферного углекислого газа парникового газа (CO2), одновременно ломая молекулу воды (H2O). Характерная особенность этого катализатора для передачи электрона подражает так называемому механизму «Z-схемы» от фотосинтеза.Изданный в Прикладном Катализе B: Экологический, исследователи продемонстрировали, что, если катализатор выставлен солнечному свету, электроны переданы CO2 в процессе, который напоминает способ, которым фотосистемы 1 и 2 работают по своей природе.
«Развитие материалов, которые могут быть объединены, чтобы уменьшить CO2 через прямой механизм Z-схемы с солнечным светом, является важной проблемой», сказал Чжоу. «Однако еще более трудно продемонстрировать, что процесс на самом деле работает. С этой научной точки зрения исследование способствует, чтобы продвинуть технологию особенности для секвестрации углерода».Это – задача, которую многие ученые преследовали в течение долгого времени, но проблема состоит в том, чтобы доказать, что оба компонента катализатора взаимодействуют, чтобы позволить электронные свойства механизма Z-схемы.
Хотя множество материалов может использоваться, ключевой аспект этого исследования – то, что катализатор не сделан из недостаточных и очень дорогих элементов, таких как рений и иридий стимулировать реакции с энергией солнечного света, достигающей поверхности Земли. Катализатор использовал коррозию стойкий TiO2, чтобы применить белое защитное покрытие к восьмигранным частицам красного Cu2O.Команда проектировала ряд экспериментов, чтобы проверить гипотезу, что катализатор работает через Z-схему вместо того, чтобы использовать механизм передачи двойного обвинения. Измеренный угарный газ (CO) производство от сокращения CO2, идентификации гидроксильного радикала (HO*) промежуточное звено от окисления H2O по пути к кислороду формы (O2) и характеризуемые электронные и оптические свойства катализатора и отдельных компонентов проверило, что предложенная Z-схема была готова к эксплуатации.
Следующая цель исследования состоит в том, чтобы улучшить подход, исследовав серию различных катализаторов и определить самый эффективный, чтобы преобразовать CO2 в химическое топливо, такое как метан. Таким образом, новая технология будет создана, чтобы поставлять чистые и доступные альтернативные источники энергии и решить проблему непрерывного потребления ископаемого топлива и возрастающих уровней парниковых газов.