日本千葉大學宣佈,發現可以使用鎳光催化劑將CO2還原為作為燃料的甲烷,並公佈了從CO2中還原甲烷的“CO2光燃料化”的反應路徑。
該研究成果詳情刊登在德國化學會刊Angewandte Chemie International Edition上。
該大學的研究小組以能夠利用由銀奈米粒子和氧化鋯構成的光催化劑將CO2還原成一氧化碳這樣的先行研究為基礎,透過使用由鎳奈米結晶未被氧化的還原狀態(0價的狀態)的鎳(0)和氧化鋯構成的光催化劑,進行CO2光燃料化的反應,證實了每1g催化劑以每小時0.98 mmol的速度生成甲烷。
另外,為了闡明還原反應的路徑,一邊照射紫外線和可見光一邊實時追蹤光燃料化反應,結果CO2在氧化鋯表面作為碳酸氫(HCO3)吸附,在氧化鋯和紫外線的作用下碳酸氫被還原而產生一氧化碳(CO),研究人員認為,氫和CO在鎳的表面透過熱反應,產生甲烷(CH4)的路徑已經明確。
另外,在該研究中發現的反應過程不僅是鎳(0),而且是鐵(0),鈷(0),銅(0)也能活用的可能性等,對各種光觸媒作用的理解有幫助,隨著光觸媒作用的應用研究的深入,對於利用紫外線特性的平流層形成,對臭氧層修復,對利用火星上的資源就地製造燃料,等等,都帶來在以往的技術條件下,難以想像的場景使用預期。
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