In uno studio pubblicato su National Science Review , i ricercatori dell'Istituto per l'Ambiente della Terra dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), insieme ai collaboratori, hanno utilizzato il meccanismo di accumulo di carica dei nanomateriali a base di tungsteno per l'anidride carbonica (CO2 in tutte le stagioni) ) conversione.
Lo sviluppo della CO2 la tecnologia di conversione in prodotti di valore rappresenta una grande opportunità per lo sviluppo coordinato dell'economia e dell'ambiente ecologico della Cina, che è un tipico processo di neghentropia che richiede un sostanziale apporto di energia. Tuttavia, la dipendenza dall'energia solare CO2 il processo di conversione dell'illuminazione solare è un fattore limitante per la sua implementazione nel mondo reale, data la disponibilità intermittente dell'irradianza solare durante la notte e nelle giornate nuvolose o piovose.
Inoltre, esiste una discrepanza tra la disponibilità di energia solare e la domanda per il suo utilizzo, influenzata dalle variazioni delle ore diurne e delle condizioni meteorologiche. Pertanto, lo sviluppo di una strategia che disaccoppia la CO2 la riduzione dei vincoli legati alla disponibilità di energia solare è fondamentale per ottenere emissioni di CO2 continue e in tutte le condizioni atmosferiche conversione.
In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo materiale modello, il triossido di tungsteno esagonale caricato con Pt (Pt/h-WO3 ), per disaccoppiare i processi di reazione alla luce e al buio imitando la fotosintesi naturale.
Le proprietà uniche del WO3 vettore, inclusa la sua capacità di passare da uno stato di valenza all'altro (W 6+ /W 5+ ) e le sue strutture a tunnel, combinate con la capacità del Pt di scindere l'acqua e trasferire gli atomi di idrogeno all'h-WO3 superficie, sono fondamentali per ottenere il disaccoppiamento delle reazioni di luce e oscurità per la CO2 conversione.
Se esposto alla luce solare simulata per 10 minuti, il catalizzatore ha dimostrato la sua capacità di sostenere la conversione di CO2 al metano (CH4 ) anche al buio, segnando il primo caso in cui un singolo materiale raggiunge ininterrottamente CO2 conversione in tutte le condizioni.
Basandosi sulle proprietà di questo materiale, i ricercatori hanno anche costruito una struttura di prova all’aperto e condotto un test continuo di luce naturale per 15 giorni. I dati raccolti dall'impianto di prova all'aperto hanno mostrato che il CO2 il processo di riduzione potrebbe continuare di notte e durante i periodi piovosi, dimostrando il successo di CO2 in tutte le stagioni conversione utilizzando un approccio rinnovabile.
Questo approccio di ricerca ha il potenziale per superare i colli di bottiglia tecnologici critici nel raggiungimento di CO2 solare continuo utilizzo.
Ulteriori informazioni: Xianjin Shi et al, Utilizzo sostenibile della CO2 in tutte le condizioni atmosferiche imitando la fotosintesi naturale in un unico materiale, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad275
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
