ارایه روشی ساده و کم‌هزینه برای تجزیه گاز گلخانه‌ای به کمک نانوکاتالیست
تهران - ایرنا - پژوهشگران کره جنوبی برای کاهش گاز دی‌اکسیدکربن در اتمسفر، نانوکاتالیستی ساخته اند که می‌تواند این گاز را به اکسیژن و مونواکسیدکربن تبدیل کند.
به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران راهبردی ارائه کردند که در آن از نور خورشید می‌توان برای تبدیل دی‌اکسیدکربن به اکسیژن و آب و همچنین مونواکسیدکربن استفاده کرد بدون اینکه محصول جانبی در آب ایجاد شود. این روش که فتوسنتز مصنوعی است می‌تواند راه‌حل جدیدی برای جلوگیری از گرم‌تر شدن زمین باشد.
پژوهشگران مرکز فیزیک نانوساختارهای یکپارچه در موسسه علوم پایه IBS کره‌جنوبی این فناوری را ارائه کردند، این فناوری قادر است در مرحله اول دی‌اکسیدکربن را به اکسیژن و مونواکسیدکربن تبدیل کرده و در مرحله بعد، از آن برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده کند. نکته مهم، یافتن فتوکاتالیستی با کارایی بالا است.
اکسیدتیتانیوم یک فتوکاتالیست رایج است که به دلیل واکنش‌پذیری بالا، سمیت کم و پایداری شیمیایی قابل توجه خود برای استفاده از نور خورشید کاربرد دارد، در حالی که اکسیدتیتانیوم معمولی تنها پرتو فرابنفش را جذب می‌کند. این گروه تحقیقاتی اکسیدتیتانیومی ساختند که به لطف پهنای باند کاهش یافته در حدود 2.7 ولت، می‌تواند نور مرئی را نیز جذب کند.
این کاتالیست از روتایل نامنظم و آناتاز منظم استفاده کرد، آناتاز و روتایل دو حالت بلوری مختلف از اکسیدتیتانیم است. وجود نامنظمی در بلور موجب جذب نور مرئی و همچنین فراسرخ و فرابنفش می‌شود.
برای فتوسنتز مصنوعی کارآمد، به‌منظور تبدیل دی‌اکسیدکربن به اکسیژن و مونواکسید خالص، محققان قصد داشتند تا این نانوذرات را با دی‌اکسیدتیتانیوم آبی (Ao/Rd) و چند عنصر فلزی و نیمه‌هادی ترکیب کنند تا در نهایت احیا دی‌اکسیدکربن به مونواکسید کربن بهبود یابد.
این گروه تحقیقاتی با بررسی فرمولاسیون‌های مختلف، در نهایت موفق به ارائه ساختار بهینه‌ای از نقره، تری‌اکسیدتنگستن و تیتانیوم آبی شدند، دلیل استفاده از تری‌اکسیدتنگستن باند ظرفیت کم و باند باریک 2.6 ولتی این ماده بود که در کنار پایداری بالا و هزینه کم موجب شده تا گزینه مناسبی برای ساخت کاتالیست باشد، دلیل حضور نقره در این کاتالیست، ایجاد نوسان جمعی از الکترون‌های آزاد در اثر تابش نور و در نتیجه افزایش جذب نور مرئی است. همچنین نقره موجب انتخاب‌گری بالای مونواکسیدکربن می‌شود.
این کاتالیست نانویی حدود 200 برابر عملکرد بهتری نسبت به نانوذرات دیگر اکسیدتیتانیوم دارد.
*س_برچسب‌ها_س*