Konwersja dwutlenku węgla w paliwo dzięki energii słonecznej

dodano: 2020-04-16 17:12
autor: Karolina Dobrowolska | źródło: Politechnika Łódzka/Topics in Catalysis

Jak wiadomo fotokatalityczna konwersja dwutlenku węgla w paliwo jest uznawana za obiecujące podejście do rozwiązywania problemów zarówno energetycznych, jak i środowiskowych. Sam proces jest podobny do naturalnej fotosyntezy. Polscy i rosyjscy naukowcy znaleźli ciekawy sposób na „oswojenie” energii słonecznej, by przy pomocy Słońca, chemii i nanotechnologii ograniczyć emisję CO² do atmosfery.

Topics in Catalysis

Fotokatalityczna redukcja energia słoneczna 760px.jpg

Prosimy o wyłączenie blokowania reklam i odświeżenie strony.

Rosyjscy naukowcy z Instytutu Zaawansowanych Materiałów i Technologii, National Research University of Electronic Technology w Moskwie oraz polscy naukowcy z Instytutu Chemii Ogólnej i Ekologicznej Politechniki Łódzkiej opracowali materiał, który pozwala ponad 20 razy zwiększyć wydajność produkcji obiecującego paliwa opartego na metanolu. Wyniki zostały opublikowane w Topics in Catalysis.

Naukowcy po badaniach stwierdzili, że konwersja dwutlenku węgla w paliwo (metanol) jest skutecznym sposobem na ograniczenie jego emisji do atmosfery. Ich zdaniem optymalnym rozwiązaniem jest wykorzystanie do tego celu energii odnawialnej - konkretnie słonecznej.

Obecnie synteza metanolu z CO2 odbywa się głównie metodą fotokatalityczną, w której reakcja zachodzi dzięki energii światła. Jednak tlenek tytanu (TiO₂) stosowany jako fotokatalizator, reaguje tylko na światło ultrafioletowe (UV), które stanowi zaledwie 5% światła słonecznego.

Aby w pełni wykorzystać energię Słońca, naukowcy zmodyfikowali powierzchnię tlenku tytanu za pomocą nanocząstek metali. Okazało się, że połączenie tlenku tytanu z niektórymi metalami pozwala katalizatorowi wychwycić energię widzialnej części widma, pokrywając większość światła słonecznego.

Wykazano, że modyfikacja powierzchni TiO₂ cząstkami metalu zwiększa 22-krotnie szybkość tworzenia metanolu. Najbardziej aktywnymi nanocząsteczkami były platyna i nikiel. Wystarczy, że do produkcji zmodyfikowanego fotokatalizatora zastosuje się próżniowe odparowanie metali, a następnie ich osadzanie na tlenku tytanu. Można też wyżarzać proszek tlenku tytanu impregnowany solami metali.

Naukowcy zamierzają opracować hybrydowy system fotokatalityczny przystosowany do pracy w widmie widzialnym i zdolny do rozwiązywania problemów, takich jak synteza paliwa organicznego i oczyszczanie wody z zanieczyszczeń organicznych, a także wytwarzanie wodoru lub tlenu przez rozkład wody.

Źródło: springer.com

Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy.