Um grupo de pesquisa colaborativa internacional, incluindo o Instituto de Tecnologia de Tóquio, Universite PARIS DIDEROT e CNRS descobriram que CO ₂ é seletivamente reduzido a CO quando um fotocatalisador composto de um material semicondutor orgânico e um complexo de ferro é exposto à luz visível. Eles deixaram claro que é possível converter CO ₂ , o principal fator do aquecimento global, em um valioso recurso de carbono usando luz visível como fonte de energia, mesmo com um fotocatalisador composto apenas de elementos de ocorrência comum.

Nos últimos anos, tecnologias para reduzir CO ₂ em um recurso usando complexos de metal e semicondutores como fotocatalisadores estão sendo desenvolvidos em todo o mundo. Se esta tecnologia chamada fotossíntese artificial puder ser aplicada, cientistas seriam capazes de converter CO ₂ , que é considerado o principal fator do aquecimento global e está sendo tratado como um vilão, em um valioso recurso de carbono usando a luz solar como fonte de energia.

Complexos e semicondutores inorgânicos contendo metais preciosos e raros, como rutênio, rênio, e tântalo têm sido usados ​​em fotocatalisadores altamente ativos relatados até agora. Contudo, considerando a enorme quantidade de CO ₂ , havia a necessidade de criar novos fotocatalisadores feitos apenas com elementos amplamente disponíveis na Terra.

Professor Osamu Ishitani, Professor Associado Kazuhiko Maeda, e seus colaboradores relatam que, ao fundir nitreto de carbono, um semicondutor orgânico, com um complexo feito de ferro e materiais orgânicos e usando-o como fotocatalisador, eles conseguiram transformar CO ₂ em um recurso de alta eficiência sob a condição de exposição à luz visível em temperatura e pressão normais.

Ao combinar o nitreto de carbono semicondutor orgânico, feito de carbono e nitrogênio, com um complexo de ferro e usando-o como fotocatalisador, eles descobriram que poderiam reduzir o dióxido de carbono (CO ₂ ) a monóxido de carbono (CO) em alta eficiência. Esta reação fotocatalítica progride quando exposta à luz visível, que é o principal componente da banda de comprimento de onda da luz solar. O nitreto de carbono absorve a luz visível e conduz a migração de elétrons do agente redutor para o complexo de ferro, o catalisador. O complexo de ferro usa esses elétrons para reduzir o CO ₂ para CO. O número de rotatividade, a eficiência quântica externa, e a seletividade do CO ₂ redução - indicadores de desempenho para a formação de CO - atingiu 155, 4,2%, e 99%, respectivamente. Esses valores são quase os mesmos de quando metais preciosos ou complexos de metais raros são usados, e cerca de dez vezes mais do que os fotocatalisadores relatados até agora usando metais básicos ou moléculas orgânicas.

Esta pesquisa foi a primeira a demonstrar que o CO ₂ pode ser reduzido a um recurso de forma eficiente usando a luz solar como fonte de energia, mesmo usando materiais que existem abundantemente na Terra, como carbono, azoto, e ferro. As tarefas restantes são melhorar ainda mais sua função como fotocatalisador e conseguir fundi-los com fotocatalisadores de oxidação que podem usar água, que existe abundantemente na Terra e é barato, como um agente redutor.