Un team di ricerca di Energy Science and Engineering presso DGIST ha sviluppato una soluzione a base di biossido di titanio (TiO2), fotocatalizzatore ad alta efficienza che converte l'anidride carbonica in metano utilizzando un semplice metodo di riduzione.

I fotocatalizzatori sviluppati dal team di ricerca possono essere utilizzati per convertire l'anidride carbonica in combustibili come il metano. Perciò, può essere applicato alle tecnologie per l'abbattimento dell'anidride carbonica e il recupero delle risorse.

Emissioni antropogeniche di gas serra, in particolare CO2, è un fattore significativo che guida il cambiamento climatico globale; sostenibile, poco contenuto di carbone, i combustibili facilmente trasportabili sono una delle esigenze più urgenti della società moderna. A quello scopo, è in corso uno sforzo mondiale per trovare modi per convertire l'anidride carbonica, uno dei principali responsabili del riscaldamento globale, in un combustibile utilizzabile, come l'idrogeno, metano, etanolo, metanolo e butanolo.

Per utilizzare l'anidride carbonica come risorsa, è essenziale aumentare l'efficienza di conversione e l'efficienza di assorbimento della luce quando si converte l'anidride carbonica in carburante, e utilizzare fotocatalizzatori per prevenire sostanze nocive secondarie.

Il riciclaggio dell'anidride carbonica dipende dalla sintesi di materiali come il biossido di titanio, ossido di rame, e ossido di grafene ridotto, o controllare la struttura e la superficie del materiale fotocatalizzatore. Il team di ricerca di DGIST ha scoperto un metodo di sintesi che riduce rapidamente il biossido di titanio (TiO2) a basse temperature utilizzando un forte agente riducente, sodio boroidruro (NaBH4).

Nello studio, i fotocatalizzatori a base di biossido di titanio che utilizzano questo metodo di sintesi hanno mostrato una conversione del 12,49 percento del metano in anidride carbonica fotochimica in fase gassosa, che rappresenta il più alto tasso di conversione tra i fotocatalizzatori introdotti finora.

Inoltre, il fotocatalizzatore sviluppato dal gruppo di ricerca mostra un gap di banda controllato attraverso la conversione del numero di ossidazione da quattro a tre rompendo gli atomi di ossigeno sulla superficie del biossido di titanio. Questo cambiamento aumenta la quantità di assorbimento della luce e separa efficacemente la carica, con conseguente maggiore conversione del carbonio di anidride carbonica. Inoltre, l'esperimento ha anche dimostrato che l'efficienza della conversione del metano dell'anidride carbonica può essere aumentata fino a 29 volte utilizzando nanoparticelle di platino.

Il professor In ha detto, "Il fotocatalizzatore di biossido di titanio di nuova concezione è superiore agli altri fotocatalizzatori segnalati in quanto ha un'eccezionale efficienza di conversione del biossido di carbonio e un'eccellente stabilità. Vorremmo contribuire allo sviluppo della riduzione del biossido di carbonio e della tecnologia di riciclaggio conducendo ulteriori ricerche per migliorare l'efficienza di conversione nella misura in cui può essere commercializzato."