Cosechando luz solar, investigadores de la Centro de Física Integrada de Nanoestructura , dentro de Instituto de Ciencias Básicas IBS, Corea del Sur publicado en Materiales hoy una nueva estrategia para transformar el dióxido de carbono CO 2 en oxígeno O 2 y monóxido de carbono puro CO sin productos secundarios en agua.Este método de fotosíntesis artificial podría aportar nuevas soluciones a la contaminación ambiental y al calentamiento global.
Mientras que en las plantas verdes, la fotosíntesis fija el CO 2 en azúcares, la fotosíntesis artificial informada en este estudio puede convertir CO 2 en oxígeno y CO puro como salida. Este último puede emplearse para una amplia gama de aplicaciones en las industrias electrónica, semiconductora, farmacéutica y química. La clave es encontrar el fotocatalizador de alto rendimiento adecuado para ayudar a la fotosíntesis.absorbiendo luz, convierta CO 2 y garantizar un flujo eficiente de electrones, que es esencial para todo el sistema.
óxido de titanio TiO 2 es un fotocatalizador muy conocido.Ya ha atraído una atención significativa en los campos de conversión de energía solar y protección del medio ambiente debido a su alta reactividad, baja toxicidad, estabilidad química y bajo costo.Mientras convencional TiO 2 puede absorber solo la luz UV, el equipo de investigación del SII informó previamente dos tipos diferentes de TiO de color azul 2 o "titania azul" nanopartículas que podrían absorber la luz visible gracias a una banda prohibida reducida de aproximadamente 2.7 eV. Estaban hechas de anatasa ordenada / rutilo desordenado A o / R d TiO 2 llamado, TiO azul de HYL 2 -I Energía y Ciencias del Medio Ambiente, 2016 , y anatasa desordenada / rutilo ordenado A d / R o TiO 2 llamado, TiO azul de HYL 2 -II Materiales e interfaces aplicados por ACS, 2019 , donde anatasa y rutilo se refieren a dos formas cristalinas de TiO 2 y la introducción de irregularidades desorden en el cristal mejora la absorción de la luz visible e infrarroja.
Para la fotosíntesis artificial eficiente para la conversión de CO 2 en oxígeno y CO puro, los investigadores del SII intentaron mejorar el rendimiento de estas nanopartículas combinando azul A o / R d TiO 2 con otros semiconductores y metales que pueden mejorar la oxidación del agua a oxígeno, en paralelo al CO 2 reducción en CO solamente. El equipo de investigación obtuvo los mejores resultados con nanopartículas híbridas hechas de titania azul, trióxido de tungsteno WO 3 y 1% de plata TiO 2 / WO 3 -Ag.WO 3 fue elegido debido a la posición de la banda de baja valencia con su banda estrecha de 2.6 eV, alta estabilidad y bajo costo. Se agregó plata porque mejora la absorción de luz visible, al crear una oscilación colectiva de electrones libres excitados por la luz, y tambiénproporciona una alta selectividad de CO. Las nanopartículas híbridas mostraron un rendimiento aproximadamente 200 veces mayor que las nanopartículas hechas de TiO 2 solo y TiO 2 / WO 3 sin plata
a partir de agua y CO 2 , este nuevo catalizador híbrido produjo O 2 y CO puro, sin ningún producto secundario, como el hidrógeno gaseoso H 2 y metano CH 4 .El rendimiento cuántico aparente que es la relación de varios electrones reaccionados con respecto al número de fotones incidentes fue del 34.8%, y la tasa de electrones reaccionados fue de 2333.44 μmol g −1 h −1 . La misma medida fue menor para nanopartículas sin plata 2053.2 μmol g −1 h −1 , y para nanopartículas con solo TiO azul 2 912,4 μmol g −1 h −1 .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :