Em um estudo publicado na National Science Review , pesquisadores do Instituto de Meio Ambiente Terrestre da Academia Chinesa de Ciências (CAS), juntamente com colaboradores, usaram o mecanismo de armazenamento de carga de nanomateriais à base de tungstênio para dióxido de carbono sob qualquer clima (CO₂ ) conversão.



O desenvolvimento de CO₂ a conversão da tecnologia em produtos valiosos é uma grande oportunidade para o desenvolvimento coordenado da economia e do ambiente ecológico da China, que é um processo típico de negentropia que exige um insumo substancial de energia. No entanto, a dependência do CO₂ movido a energia solar O processo de conversão em iluminação solar é um fator limitante para sua implementação no mundo real, dada a disponibilidade intermitente de irradiância solar à noite e em dias nublados ou chuvosos.

Além disso, existe um descompasso entre a disponibilidade de energia solar e a demanda pelo seu uso, influenciado pelas variações dos horários diurnos e das condições meteorológicas. Portanto, o desenvolvimento de uma estratégia que dissocie CO₂ a redução das restrições de disponibilidade de energia solar é crítica para alcançar CO₂ contínuo e em todas as condições climáticas conversão.

Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram um novo material modelo, trióxido de tungstênio hexagonal carregado com Pt (Pt/h-WO₃ ), para dissociar os processos de reação de luz e escuridão, imitando a fotossíntese natural.

As propriedades únicas do WO₃ portadora, incluindo sua capacidade de alternar entre estados de valência (W ⁶⁺ /W ⁵⁺ ) e suas estruturas de túnel, combinadas com a capacidade da Pt de dividir a água e transferir átomos de hidrogênio para o h-WO₃ superfície, são fundamentais para alcançar a dissociação das reações de luz e escuridão para CO₂ conversão.

Quando exposto à luz solar simulada por 10 minutos, o catalisador demonstrou sua capacidade de sustentar a conversão de CO₂ em metano (CH₄ ) mesmo no escuro, marcando a primeira instância de um único material atingindo CO₂ ininterrupto conversão sob todas as condições.

Com base nas propriedades deste material, os pesquisadores também construíram uma instalação de teste ao ar livre e conduziram um teste contínuo de luz natural durante 15 dias. Os dados coletados nas instalações de teste ao ar livre mostraram que o CO₂ o processo de redução poderia continuar à noite e durante os períodos chuvosos, demonstrando o sucesso do CO₂ em todas as condições climáticas conversão usando uma abordagem renovável.

Esta abordagem de pesquisa tem o potencial de superar gargalos tecnológicos críticos na obtenção de CO₂ solar contínuo. utilização.

Mais informações: Xianjin Shi et al, Utilização sustentável de CO2 em todas as condições climáticas, imitando a fotossíntese natural em um único material, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad275
Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências