p Dióxido de carbono (CO ₂ ) as emissões de atividades humanas aumentaram drasticamente no último século e meio e são vistas como a principal causa do aquecimento global e dos padrões climáticos anormais. Então, tem havido um foco considerável de pesquisa, em vários campos, na redução do nosso CO ₂ emissões e seus níveis atmosféricos. Uma estratégia promissora é quebrar quimicamente, ou 'reduzir, 'CO ₂ usando fotocatalisadores - compostos que absorvem a energia da luz e a fornecem às reações, acelerando-os. Com esta estratégia, a redução de CO movida a energia solar ₂ , onde nenhuma outra fonte artificial de energia é usada, torna-se possível, abrindo as portas para um caminho sustentável para um futuro sustentável. p Uma equipe de cientistas liderada pelos drs. Shinji Kawasaki e Yosuke Ishii do Instituto de Tecnologia de Nagoya, Japão, tem estado na vanguarda dos esforços para alcançar CO assistido por energia solar eficiente ₂ redução. Sua descoberta recente foi publicada na revista Nature's Relatórios Científicos .

p Sua pesquisa começou com a necessidade de resolver o problema de aplicabilidade limitada do iodato de prata (AgIO ₃ ), um fotocatalisador que atraiu considerável atenção por ser útil para o CO ₂ reação de redução. O problema é que AgIO ₃ precisa de muito mais energia do que a luz visível pode fornecer para funcionar como um fotocatalisador eficiente; e a luz visível é a maior parte da radiação solar.

p Os cientistas tentaram contornar este problema de eficiência combinando AgIO ₃ com iodeto de prata (AgI), que pode absorver e utilizar a luz visível com eficiência. Contudo, Ágio ₃ -Compostos AgI têm processos de síntese complicados, tornando sua fabricação em grande escala impraticável. Avançar, eles não têm estruturas que ofereçam caminhos eficientes para a transferência de elétrons fotoexcitados (elétrons energizados pela absorção de luz) de AgI para AgIO ₃ , que é a chave para a atividade catalítica do composto.

p "Agora desenvolvemos um novo fotocatalisador que incorpora nanotubos de carbono de parede única (SWCNTs) com AgIO ₃ e AgI para formar um catalisador composto de três componentes, "diz o Dr. Kawasaki, "O papel dos SWCNTs é multimodal. Ele resolve os problemas de síntese e de transferência de elétrons."

p O processo de síntese do composto de três componentes é simples e envolve apenas duas etapas:1. Encapsulamento de moléculas de iodo dentro do SWCNT usando um método de oxidação eletroquímica; e 2. Preparação do compósito imergindo o resultante da etapa anterior em uma solução aquosa de nitrato de prata (AgNO ₃ )

p As observações espectroscópicas usando o compósito mostraram que, durante o processo de síntese, as moléculas de iodo encapsuladas receberam carga do SWCNT e foram convertidas em íons específicos. Estes então reagiram com AgNO ₃ para formar AgI e AgIO ₃ microcristais, que, devido às posições iniciais das moléculas de iodo encapsuladas, foram depositados em todos os SWCNTs uniformemente. A análise experimental com luz solar simulada revelou que os SWCNTs também atuaram como a via condutiva através da qual os elétrons fotoexcitados se moveram de AgI para AgIO ₃ , permitindo a redução eficiente de CO ₂ a monóxido de carbono (CO).

p A incorporação de SWCNTs também permitiu que a dispersão do composto fosse facilmente revestida por spray em um polímero de película fina para produzir eletrodos fotocatalíticos flexíveis que são versáteis e podem ser usados ​​em várias aplicações.

p O Dr. Ishii está esperançoso quanto ao potencial do fotocatalisador. “Pode fazer a redução solar do CO industrial ₂ emissões e CO atmosférico ₂ uma solução baseada em energia renovável sustentável e fácil de escalar para combater o aquecimento global e as mudanças climáticas, tornando a vida das pessoas mais segura e saudável, " ele diz.

p O próximo passo, a equipe diz, é explorar a possibilidade de usar seu fotocatalisador para geração de hidrogênio solar.