212 подписчиков
Ученые МИЭТ в составе научного коллектива предложили новый способ получения материала, позволяющего перерабатывать углекислый газ в метанол под воздействием солнечного света. По их словам, разработанная технология позволяет быстро, экономично и на простом оборудовании получить фотокаталитический материал с улучшенными свойствами.
Одно из важных направлений развития зеленых технологий сегодня – использование неисчерпаемых природных ресурсов не только для генерации электричества, но и для осуществления химических процессов, для протекания которых необходим внешний источник дополнительной энергии.
Химические процессы, протекающие при облучении реакционной системы светом, называются фотокаталитическими. За счет энергии солнца фотокатализаторы могут преобразовывать углекислый газ в топливо.
Под воздействием излучения в материале катализатора генерируются носители заряда – электроны и дырки. Образовавшиеся электронно-дырочные пары участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, преобразуя углекислый газ и воду в другие органические соединения.
Группы ученых во всем мире разрабатывают условия, при которых комбинация света и материала катализатора позволяет добиться наибольшего выхода продукта реакции при наименьших экономических затратах. В качестве основы для фотокатализаторов из-за исключительных механических и оптических свойств, а также низкой рыночной стоимости чаще всего применяется диоксид титана TiO2.
Часто для улучшения фотокаталитических свойств, материалы на основе TiO2 сочетают с другими полупроводниковыми. Именно эта стадия производства наиболее ресурсозатратна и высокотехнологична, сообщил научный сотрудник лаборатории.
Предложенное сочетание полупроводников позволило получить материал с повышенной фотокаталитической активностью по сравнению с классическим фотокатализатором на основе диоксида титана. В случае содержания всего лишь 10 массовых процентов оксида меди в слое эффективность преобразования углекислого газа до метанола увеличилась в два раза, рассказали исследователи.
1 минута
26 сентября 2023