238
Исследователи превратили углекислый газ в метанол, освещая солнечным светом атомы меди, нанесенные на активированный светом материал.
Международная исследовательская группа разработала материал, состоящий из атомов меди, закрепленных на нанокристаллическом нитриде углерода. Под влиянием солнечного излучения этот материал превращает углекислый газ в метанол, открывая новый способ производства экологического топлива.
Фото- и электрокатализ используют солнечный свет и воду, чтобы превращать углекислый газ в полезные продукты. Во время фотокатализа, например, солнечный свет падает на полупроводниковый материал для возбуждения электронов. Эти электроны проходят через материал и реагируют с углекислым газом и водой. Но обычно этот процесс не очень эффективен. Исследователи искали материалы, которые повысили бы результативность преобразования.
Ученые нагрели нитрид углерода, чтобы максимизировать его свойства для фотокатализа. Используя магнетронное распыление, исследователи нанесли атомы меди. В результате атомы сформировали в нанокристаллическую структуру, позволяющую электронам перемещаться от нитрида углерода к углекислому газу.
Измерив электрический ток, генерируемый катализатором, исследователи обнаружили, что даже без меди нанокристаллическая форма нитрида углерода оказалась в 44 раза активнее традиционной, используемой при катализе. При этом добавление всего лишь 1 мг меди на 1 г нитрида углерода увеличило эффективность в четыре раза. При этом в результате стал выделяться не метан, а метанол – ценное экологически чистое топливо.
Исследование показывает, что побочный продукт сжигания углеродного топлива углекислый газ – можно перерабатывать в полезные вещества. Их, в свою очередь, можно использовать снова как топливо, создавая вокруг них экономику замкнутого цикла. При этом для производства достаточно воды, света и широко доступных на Земле компонентов – меди, азота и углерода.
