(a) A figura mostra a mudança de cor do fotocatalisador desenvolvido pela equipe de pesquisa. Mostra que o dióxido de titânio reduzido absorve mais luz para a direita e a cor fica mais escura. (B) Um gráfico comparando as eficiências de produção de metano dos fotocatalisadores desenvolvidos pela equipe de pesquisa e os fotocatalisadores existentes. A eficiência de produção de metano do fotocatalisador (0,35-BT-30) desenvolvido pela equipe é superior a outros fotocatalisadores. (C) O diagrama de nível de energia do fotocatalisador desenvolvido pela equipe de pesquisa. Ele mostra a característica de que os átomos de oxigênio na superfície do dióxido de titânio são defeituosos e o gap é controlado alterando o número de oxidação de 4 para 3. Crédito:Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Uma equipe de pesquisa de Ciência e Engenharia de Energia da DGIST desenvolveu um dióxido de titânio (TiO2), fotocatalisador de alta eficiência que converte dióxido de carbono em metano usando um método de redução simples.
Os fotocatalisadores desenvolvidos pela equipe de pesquisa podem ser usados para converter o dióxido de carbono em combustíveis como o metano. Portanto, pode ser aplicado a tecnologias para redução de dióxido de carbono e recuperação de recursos.
Emissão antropogênica de gases de efeito estufa, particularmente CO2, é um fator significativo que impulsiona a mudança climática global; sustentável, baixo carbono, os combustíveis prontamente portáteis são uma das necessidades mais urgentes da sociedade moderna. Para esse fim, tem havido um esforço mundial em andamento para encontrar maneiras de converter o dióxido de carbono, um grande contribuidor para o aquecimento global, em um combustível utilizável, como o hidrogênio, metano, etanol, metanol e butanol.
Para usar o dióxido de carbono como recurso, é essencial aumentar a eficiência de conversão e eficiência de absorção de luz ao converter dióxido de carbono em combustível, e usar fotocatalisadores para prevenir substâncias nocivas secundárias.
A reciclagem do dióxido de carbono depende da síntese de materiais como o dióxido de titânio, óxido de cobre, e óxido de grafeno reduzido, ou controlar a estrutura e a superfície do material fotocatalisador. A equipe de pesquisa da DGIST descobriu um método de síntese que reduz rapidamente o dióxido de titânio (TiO2) em baixas temperaturas usando um forte agente redutor, borohidreto de sódio (NaBH4).
No estudo, fotocatalisadores à base de dióxido de titânio usando este método de síntese mostraram 12,49 por cento de conversão de metano em dióxido de carbono fotoquímico na fase gasosa, que representa a maior taxa de conversão entre os fotocatalisadores introduzidos até agora.
Além disso, o fotocatalisador desenvolvido pela equipe de pesquisa exibe gap controlado por meio da conversão do número de oxidação de quatro para três, quebrando os átomos de oxigênio na superfície do dióxido de titânio. Essa mudança aumenta a quantidade de absorção de luz e separa de forma eficiente a carga, resultando em maior conversão de carbono de dióxido de carbono. Além disso, o experimento também provou que a eficiência da conversão de metano de dióxido de carbono pode ser aumentada em até 29 vezes usando nanopartículas de platina.
Professor In disse, "O fotocatalisador de dióxido de titânio recém-desenvolvido é superior aos outros fotocatalisadores relatados até o momento, pois tem excelente eficiência de conversão de dióxido de carbono, bem como excelente estabilidade. Gostaríamos de contribuir para o desenvolvimento da redução de dióxido de carbono e tecnologia de reciclagem conduzindo pesquisas adicionais para melhorar a eficiência de conversão na medida em que possa ser comercializado. "
