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    Catalizzatori uno-due-punch che intrappolano l'anidride carbonica per combustibili più puliti

    Efficienza di produzione del carburante del fotocatalizzatore di biossido di titanio con co-catalizzatore in lega di rame-platino (a) e una foto del fotocatalizzatore osservata da HRTEM (b) Credito:©DGIST

    Le nanoparticelle di rame e platino aggiunte alla superficie di un fotocatalizzatore di titania blu migliorano significativamente la sua capacità di riciclare l'anidride carbonica atmosferica in combustibili idrocarburici.

    Il fotocatalizzatore modificato è stato sviluppato e testato dai ricercatori del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), con i colleghi in Corea, Giappone, e gli Stati Uniti. Ha convertito la luce solare in carburante con un'efficienza del 3,3% su periodi di 30 minuti. Questa "efficienza della fotoconversione" è una pietra miliare importante, i ricercatori riferiscono nel loro studio pubblicato sulla rivista Scienze energetiche e ambientali , poiché significa che l'uso su larga scala di questa tecnologia sta diventando una prospettiva più realistica.

    I fotocatalizzatori sono materiali semiconduttori che possono utilizzare l'energia della luce solare per catalizzare una reazione chimica. Gli scienziati stanno studiando il loro uso per intrappolare l'anidride carbonica nociva dall'atmosfera come uno dei tanti mezzi per alleviare il riscaldamento globale. Alcuni fotocatalizzatori vengono testati per la loro capacità di riciclare l'anidride carbonica in combustibili idrocarburici come il metano, il componente principale che si trova nel gas naturale. La combustione del metano rilascia meno anidride carbonica nell'atmosfera rispetto ad altri combustibili fossili, rendendolo un'alternativa interessante. Ma gli scienziati hanno riscontrato difficoltà nella produzione di fotocatalizzatori che producono una quantità sufficiente di prodotti a base di idrocarburi perché il loro uso sia pratico.

    Il professor Su-Il In del Dipartimento di Scienze e Ingegneria Energetica del DGIST ei suoi colleghi hanno modificato un fotocatalizzatore di titania blu aggiungendo nanoparticelle di rame e platino alla sua superficie.

    Il rame ha un buon assorbimento di anidride carbonica mentre il platino è molto bravo a separare le cariche tanto necessarie generate dalla titania blu dall'energia del sole.

    Il team ha sviluppato una configurazione unica per misurare con precisione l'efficienza della fotoconversione del catalizzatore. Il catalizzatore è stato posto in una camera che ha ricevuto una quantità quantificabile di luce solare artificiale. Il gas di anidride carbonica e il vapore acqueo si sono mossi attraverso la camera, passando sopra il catalizzatore. Un analizzatore ha misurato i componenti gassosi che fuoriescono dalla camera a seguito della reazione fotocatalitica.

    Il catalizzatore di titania blu converte l'energia della luce solare in cariche che vengono trasferite alle molecole di carbonio e idrogeno nell'anidride carbonica e nell'acqua per convertirle in gas metano ed etano. Si è scoperto che l'aggiunta di nanoparticelle di rame e platino sulla superficie del catalizzatore migliora significativamente l'efficienza di questo processo.

    "Il fotocatalizzatore ha un'efficienza di conversione molto elevata ed è relativamente facile da produrre, rendendolo vantaggioso per la commercializzazione, "dice il prof. In."

    Il team prevede di continuare i suoi sforzi per migliorare ulteriormente l'efficienza della fotoconversione del catalizzatore, per renderlo abbastanza spesso da assorbire tutta la luce incidente, e per migliorare la sua integrità meccanica per consentire una più facile manipolazione.


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