Dans une étude publiée dans National Science Review , des chercheurs de l'Institut de l'environnement terrestre de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec des collaborateurs, ont utilisé le mécanisme de stockage de charge des nanomatériaux à base de tungstène pour le dioxyde de carbone (CO2 tout temps). ) conversion.
Le développement du CO2 la technologie de conversion en produits de valeur constitue une excellente opportunité pour le développement coordonné de l'économie et de l'environnement écologique de la Chine, ce qui constitue un processus de néguentropie typique qui nécessite un apport d'énergie substantiel. Cependant, la dépendance au CO2 de l'énergie solaire Le processus de conversion de l'éclairage solaire est un facteur limitant pour sa mise en œuvre dans le monde réel, étant donné la disponibilité intermittente de l'irradiation solaire la nuit et les jours nuageux ou pluvieux.
En outre, il existe un décalage entre la disponibilité de l’énergie solaire et la demande pour son utilisation, influencée par les variations des heures d’ensoleillement et des conditions météorologiques. Par conséquent, le développement d’une stratégie qui dissocie le CO2 la réduction des contraintes de disponibilité de l'énergie solaire est essentielle pour obtenir un CO2 continu et par tous les temps. conversion.
Dans cette étude, les chercheurs ont développé un nouveau matériau modèle, le trioxyde de tungstène hexagonal chargé en platine (Pt/h-WO3 ), pour découpler les processus de réaction de la lumière et de l'obscurité en imitant la photosynthèse naturelle.
Les propriétés uniques du WO3 porteuse, y compris sa capacité à basculer entre les états de valence (W 6+ /W 5+ ) et ses structures tunnel, combinées à la capacité du Pt à diviser l'eau et à transférer des atomes d'hydrogène vers le h-WO3 surface, sont essentiels pour parvenir au découplage des réactions claires et sombres pour le CO2 conversion.
Lorsqu'il est exposé à la lumière solaire simulée pendant 10 minutes, le catalyseur a démontré sa capacité à maintenir la conversion du CO2. en méthane (CH4 ) même dans l'obscurité, marquant la première instance d'un seul matériau atteignant un CO2 ininterrompu conversion dans toutes les conditions.
S'appuyant sur les propriétés de ce matériau, les chercheurs ont également construit une installation d'essai extérieure et effectué un test continu de 15 jours à la lumière naturelle. Les données recueillies à partir de l'installation d'essai extérieure ont montré que le CO2 le processus de réduction pourrait se poursuivre la nuit et pendant les périodes de pluie, démontrant ainsi le succès du CO2 par tous les temps. conversion utilisant une approche renouvelable.
Cette approche de recherche a le potentiel de surmonter les goulots d'étranglement technologiques critiques dans l'obtention d'un CO2 solaire continu. utilisation.
Plus d'informations : Xianjin Shi et al, Utilisation durable du CO2 par tous temps en imitant la photosynthèse naturelle dans un seul matériau, National Science Review (2023). DOI :10.1093/nsr/nwad275
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
