(a) La figure montre le changement de couleur du photocatalyseur développé par l'équipe de recherche. Il montre que le dioxyde de titane réduit absorbe la lumière plus vers la droite et la couleur devient plus foncée. (b) Un graphique comparant les efficacités de production de méthane des photocatalyseurs développés par l'équipe de recherche et les photocatalyseurs existants. L'efficacité de production de méthane du photocatalyseur (0.35-BT-30) développé par l'équipe est supérieure aux autres photocatalyseurs.(c) Le diagramme de niveau d'énergie du photocatalyseur développé par l'équipe de recherche. Il montre la caractéristique que les atomes d'oxygène à la surface du dioxyde de titane sont défectueux et que la bande interdite est contrôlée en changeant le nombre d'oxydation de 4 à 3. Crédit :Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Une équipe de recherche en Sciences et Ingénierie de l'Energie de la DGIST a mis au point une solution à base de dioxyde de titane (TiO2), photocatalyseur à haute efficacité qui convertit le dioxyde de carbone en méthane à l'aide d'une méthode de réduction simple.
Les photocatalyseurs développés par l'équipe de recherche peuvent être utilisés pour convertir le dioxyde de carbone en carburants comme le méthane. Par conséquent, il peut être appliqué aux technologies de réduction du dioxyde de carbone et de récupération des ressources.
Emission anthropique de gaz à effet de serre, en particulier le CO2, est un facteur important du changement climatique mondial; durable, faible teneur en carbone, les carburants facilement transportables sont l'un des besoins les plus pressants de la société moderne. À cette fin, il y a eu un effort mondial en cours pour trouver des moyens de convertir le dioxyde de carbone, un contributeur majeur au réchauffement climatique, en un carburant utilisable, comme l'hydrogène, méthane, éthanol, méthanol et butanol.
Afin d'utiliser le dioxyde de carbone comme ressource, il est essentiel d'augmenter l'efficacité de conversion et l'efficacité d'absorption de la lumière lors de la conversion du dioxyde de carbone en carburant, et d'utiliser des photocatalyseurs pour empêcher les substances nocives secondaires.
Le recyclage du dioxyde de carbone dépend de la synthèse de matériaux tels que le dioxyde de titane, oxyde de cuivre, et de l'oxyde de graphène réduit, ou contrôler la structure et la surface du matériau photocatalyseur. L'équipe de recherche de la DGIST a découvert une méthode de synthèse qui réduit rapidement le dioxyde de titane (TiO2) à basse température à l'aide d'un agent réducteur puissant, borohydrure de sodium (NaBH4).
Dans l'étude, les photocatalyseurs à base de dioxyde de titane utilisant cette méthode de synthèse ont montré une conversion de 12,49 pour cent du méthane en dioxyde de carbone photochimique en phase gazeuse, qui représente le taux de conversion le plus élevé parmi les photocatalyseurs introduits jusqu'à présent.
En outre, le photocatalyseur développé par l'équipe de recherche présente une bande interdite contrôlée grâce à la conversion du nombre d'oxydation de quatre à trois en cassant les atomes d'oxygène à la surface du dioxyde de titane. Ce changement augmente la quantité d'absorption lumineuse et sépare efficacement la charge, résultant en une conversion plus élevée du dioxyde de carbone. De plus, l'expérience a également prouvé que l'efficacité de la conversion du méthane en dioxyde de carbone peut être augmentée jusqu'à 29 fois en utilisant des nanoparticules de platine.
Le professeur In a dit :"Le photocatalyseur au dioxyde de titane nouvellement développé est supérieur aux autres photocatalyseurs rapportés dans la mesure où il présente une efficacité de conversion du dioxyde de carbone exceptionnelle ainsi qu'une excellente stabilité. Nous souhaitons contribuer au développement de la technologie de réduction et de recyclage du dioxyde de carbone en menant des recherches supplémentaires pour améliorer l'efficacité de la conversion dans la mesure où elle peut être commercialisée."
