GIST In SooIl教授领导的团队开发了环保高效光催化剂

□ DGIST 能源工程系 In Soo-Il 教授领导的团队开发了一种高效光催化剂，能够将导致全球变暖的主要因素二氧化碳 (CO 2 ) 转化为能源甲烷。研究团队优化了纳米颗粒助催化剂和钌掺杂的成分，以最大限度地提高光催化剂的光学和电学性能。同时，他们通过羟基表面处理增强CO 2吸附，从而提高了甲烷转化效率 。 研究团队预计该技术可应用于碳捕获和利用，从而在将其转化为甲烷资源的同时，控制大气中CO 2浓度的稳步上升成为可能。

□ 2022年，全球CO 2 浓度超过420ppm，为410万年来的最高水平。大气中CO 2 浓度前所未有的增加导致了全球范围内与气候相关的灾难，其中包括因欧洲干旱和朝鲜半岛创纪录的暴雨造成的200亿美元(约25.4万亿韩元)的经济损失。

□ 为了解决这个问题，应降低导致气候灾害的CO 2浓度。世界经济论坛将能够利用太阳能将 CO 2转化为各种燃料的“太阳能化合物”确定为 2020 年十大有前途的技术之一。在太阳能化合物技术中，光催化剂能够将高度稳定的二氧化碳转化为各种燃料。 仅利用阳光和光催化剂通过气相反应将CO 2转化为甲烷等燃料作为未来化学工业的关键技术而受到关注，其目的是减少大气中的CO 2 并同时生产燃料。

□ 然而，目前商业化的光催化剂如P25 [1] 具有局限性，例如带隙大[2] 阻碍了可见光的吸收和缓慢的电荷转移。一些研究试图解决这些问题。 然而，由于气相反应中CO 2吸附和转化效率低等固有问题，实现高效光催化剂开发仍然面临挑战。

□ In Soo-Il 教授领导的 DGIST 研究小组开发了一种高效光催化剂，将银纳米颗粒助催化剂[3]附着 在二氧化钛制成的 P25 上，并通过掺杂钌提高电荷转移性能。 他们还通过过氧化氢处理在光催化剂表面形成羟基，解决了气相反应过程中催化剂表面CO 2浓度低的问题。

□ 研究小组证明，通过钌掺杂，电子会积聚在P25能带结构的中间态。然后这些积累的电子被转移到银纳米粒子助催化剂，将CO 2转化 为甲烷。 该团队还通过分析银纳米粒子助催化剂和钌掺杂，确定了从CO 2 高效生产甲烷的最佳组合物[4] 。此外，通过测量吸附的CO 2量，他们证明 当用过氧化氢碱化时，光催化剂表面吸附了更多的酸性CO 2 。

□ DGIST In Soo-Il 教授表示：“新开发的光催化剂同时提高了可见光吸收、CO 2 吸附和电子转移能力。与目前商业化的 P25 光催化剂相比，它的甲烷转化率提高了 135 倍，选择性高达 95%，即使连续运行 24 小时也能保持超过 96% 的稳定性。我们将开展后续研究，提高碳氢化合物的稳定性和选择性，以实现该技术的实际应用。”

□ 这项研究是科学和信息通信部资助的中期研究项目的一部分，研究结果于 7 月在线发表在能源和能源领域著名国际期刊《Carbon Energy》(IF 20.5) 上。环境。

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