Scientifiques de l'Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk, Corée, développer un nouveau photocatalyseur « hétérostructuré » utilisant du titane et du cuivre, deux métaux abondants et relativement peu coûteux. Leur procédure de synthèse rentable, couplée à la grande stabilité du photocatalyseur, fournit un moyen économiquement réalisable de convertir les déchets de dioxyde de carbone et d'eau en combustibles hydrocarbonés utiles en utilisant la lumière du soleil sans fin.

L'augmentation du dioxyde de carbone (CO 2 ) les émissions et l'accélération du changement climatique qui en résulte sont alarmantes, et il s'est avéré difficile de trouver des moyens réalisables de réduire activement la concentration de CO 2 dans l'atmosphère. Et si on s'inspirait de la photosynthèse, le processus par lequel les plantes utilisent la lumière du soleil pour convertir le CO 2 et de l'eau en produits chimiques utiles ?

Dans une étude récente publiée dans Catalyse appliquée B :Environnement , Le professeur Su-Il In et des chercheurs du Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) en Corée ont développé un nouveau photocatalyseur pour convertir le CO 2 en carburants hydrocarbonés. Leur approche est basée sur le concept de mécanisme de transfert de charge "Z-scheme" dans les photocatalyseurs hétérostructurés, où les interfaces entre deux matériaux différents jouent un rôle central dans les processus chimiques qui ressemblent aux transferts d'électrons dans la photosynthèse naturelle.

Ils ont renforcé les bords des nanoparticules de titane réduites avec de l'oxyde de dicuivre (Cu 2 O) nanoparticules par photo-dépôt, une procédure unique mais relativement simple et peu coûteuse. La riche densité électronique de l'oxyde de titane réduit à l'interface aide à neutraliser les charges positives, appelés trous d'électrons, en Cu 2 , qui sinon s'accumulent excessivement et conduisent à la photocorrosion. De plus, la configuration géométrique des interfaces résultantes permet aux deux matériaux d'être exposés au milieu réactif et d'améliorer conjointement les performances photocatalytiques, contrairement aux structures cœur-coquille précédemment développées pour éviter la photocorrosion. Outre son remarquable CO 2 capacités de conversion, le photocatalyseur proposé présente d'autres avantages, comme l'explique le professeur In : « En plus d'afficher des performances stables pendant 42 heures en fonctionnement continu, le photocatalyseur proposé est composé de matériaux abondants en terre, ce qui ajoute grandement à sa viabilité économique.

Le développement et l'adoption de méthodes viables pour convertir le CO 2 en carburant aurait des avantages à la fois environnementaux et économiques. À cet égard, Prof In remarque :« Le CO photocatalytique 2 la réduction est applicable dans les processus qui produisent d'énormes volumes de CO 2 , comme les centrales thermiques et les installations de fermentation industrielle (distilleries). L'intégration de cette technologie dans de telles installations leur donnera accès à un carburant bon marché et abondant et à des réductions des taxes sur les émissions de carbone. » Inutile de dire que une énergie moins chère aurait des effets d'entraînement positifs dans toute l'économie, et cette étude montre une voie prometteuse pour y arriver tout en passant au vert.