Um fotocatalisador para a produção sustentável de gás de síntese a partir de gases de efeito estufa
Rh/InGaN1-x Ox nanofios foram explorados para reforma a seco de metano acionado por luz com dióxido de carbono em direção a gás de síntese (CH4 + CO2 + luz =2CO + 2H2 ). É proposto que a substituição parcial de N em InGaN por O pode melhorar muito a atividade e estabilidade do catalisador sob iluminação leve sem aquecimento extra. Crédito:Science China Press Pesquisadores desenvolveram um novo fotocatalisador, chamado Rh/InGaN
1-x O
x , que é uma nanoarquitetura que consiste em nanopartículas de ródio ancoradas em nanofios de nitreto de índio e gálio modificados com oxigênio, cultivados em substratos de silício.
Sob iluminação solar concentrada, este material compósito demonstra desempenho notável para a reforma a seco de metano (DRM) com CO2 , alcançando uma taxa de evolução de gás de síntese de 180,9 mmol gcat
-1
h
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com seletividade de 96,3%. Isto representa uma melhoria significativa em relação aos sistemas catalíticos convencionais, que muitas vezes requerem elevados consumos de energia e sofrem de rápida desativação.
"Nosso trabalho representa um grande passo em frente na abordagem dos desafios duplos das emissões de gases de efeito estufa e da produção de energia sustentável", disse o Prof. Baowen Zhou, pesquisador principal da Universidade Jiao Tong de Xangai. "Ao aproveitar o poder da energia solar e a nanoarquitetura racionalmente projetada, demonstramos uma rota verde e eficiente para converter gases residuais em recursos químicos valiosos."
Os pesquisadores atribuem o desempenho excepcional de seu fotocatalisador aos efeitos sinérgicos decorrentes da integração dos nanofios InGaN fotoativos, superfície modificada com oxigênio e nanopartículas de ródio cataliticamente ativas. Estudos mecanísticos revelaram que os átomos de oxigênio incorporados desempenham um papel crucial na promoção do CO2 ativação, facilitando a geração de CO e suprimindo a desativação do catalisador via deposição de coque.
Os resultados desta pesquisa, publicados no Science Bulletin , abrem caminho ao desenvolvimento de sistemas fotocatalíticos avançados para a produção sustentável de combustíveis e produtos químicos a partir de recursos renováveis. A equipe acredita que a sua abordagem pode ser estendida a outras reações químicas importantes, oferecendo novas oportunidades para tornar a indústria química mais ecológica.
“Estamos entusiasmados com as perspectivas desta tecnologia”, disse o Prof. Baowen Zhou. "Ao otimizar ainda mais o projeto do catalisador e a configuração do reator, pretendemos ampliar o processo e demonstrar sua viabilidade para aplicações práticas."
