L’équipe de recherche du professeur In Su-il de la DGIST a développé un photocatalyseur à haut rendement qui utilise la lumière du soleil pour convertir le dioxyde de carbone (CO2), la principale cause du réchauffement climatique, en carburant méthane (CH4). L’équipe de recherche espère que cette technologie respectueuse de l’environnement pourra être appliquée à la technologie de captage et d’utilisation du carbone (CCU).
Selon une équipe de recherche d’une université américaine, la concentration actuelle de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a atteint son plus haut niveau depuis 14 millions d’années, soit 420 ppm. L’Organisation météorologique mondiale (OMM) prévoit que 2024 sera une année plus chaude que l’année dernière en raison de l’influence d’El Niño.
Le Forum économique mondial (WEF) a identifié le changement climatique comme le plus grand risque mondial parmi 34 crises auxquelles le monde est confronté dans des domaines tels que l’économie, la société, la technologie et la géopolitique, qui pourraient conduire à des conflits internationaux en raison de l’épuisement des ressources et de la géopolitique. polarisation. Par conséquent, la réduction de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère est inévitable pour surmonter les crises induites par le changement climatique.
À cet égard, la recherche sur les photocatalyseurs, capables de réduire les émissions de dioxyde de carbone tout en les transformant en carburant utile, a été activement poursuivie. La recherche sur les photocatalyseurs a attiré l’attention en tant que technologie prometteuse de captage et d’utilisation du carbone (CCU) pour l’avenir, car ils reposent uniquement sur la lumière du soleil sans avoir besoin d’un apport d’énergie supplémentaire, comme l’électricité, ce qui rend leurs systèmes intrinsèquement simples.
Cependant, la plupart des photocatalyseurs développés jusqu’à présent sont composés d’une structure cristalline avec des atomes régulièrement disposés. Les chercheurs ont donc été confrontés à des contraintes, telles que les conditions pour que la composition adhère à la disposition des éléments constitutifs, lors de la conception de divers points actifs au sein du catalyseur tout en conservant la structure.
Dans ce contexte, l’équipe de recherche du professeur In Su-il à la DGIST a développé un photocatalyseur à haut rendement qui comprend divers spots actifs et améliore les performances de transfert d’électrons.
L’équipe de recherche a fabriqué une « structure amorphe de photocatalyseur In2TiO5 » contenant des « points actifs Ti3+ qui peuvent adsorber et activer le dioxyde de carbone » et des « points actifs In3+ qui peuvent décomposer l’eau pour fournir des protons », et l’a incorporée dans des nanocouches de diséléniure de molybdène (MoSe2) pour améliorer les performances de transfert d’électrons.
Grâce à une analyse structurelle, l’équipe de recherche a confirmé que le photocatalyseur nouvellement développé convertit le méthane 51 fois plus que les photocatalyseurs TiO2 disponibles dans le commerce.
Le professeur In Su-il de la DGIST a déclaré : « Cette recherche est importante car elle a permis de développer une technologie de photocatalyseur à haut rendement comportant deux spots actifs. Nous mènerons des recherches de suivi sur l’amélioration de la perte d’énergie et de la stabilité des photocatalyseurs amorphes pour une commercialisation future du technologie. »
La recherche est publié dans le Journal de génie chimique.
Plus d’information:
Niket S. Powar et al, Dynamic Ti3+ et In3+ doubles sites actifs sur In2TiO5 pour améliorer la réduction photocatalytique du CO2 en phase gazeuse induite par la lumière visible, Journal de génie chimique (2023). DOI : 10.1016/j.cej.2023.147966
Fourni par DGIST (Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk)