یک فوتوکاتالیست جدید که توسط محققان دانشگاه شانگهای جیائو تونگ ساخته شده است، روشی سبز و کارآمد برای تبدیل گازهای گلخانه‌ای به مواد شیمیایی با استفاده از انرژی خورشیدی ارائه می‌دهد، که نشان‌دهندۀ پیشرفتی قابل‌توجه در تولید مواد شیمیایی پایدار است.
به گزارش تکناک، فتوکاتالیست جدید که Rh/InGaN1-xOx نام دارد، یک نانومعماری متشکل از نانوذرات رودیوم است، که بر روی نانوسیم‌های نیترید گالیوم ایندیم اصلاح‌شده با اکسیژن رشد کرده روی بسترهای سیلیکونی لنگر انداخته‌اند.
این ماده کامپوزیتی در مقابل نور خورشید متمرکز، عملکرد قابل‌توجهی را برای اصلاح خشک متان (DRM) با کربن دی اکسید نشان می‌دهد و به نرخ تکامل گاز سنتز 180.9 میلی‌مول gcat-1 h-1 با انتخاب‌پذیری 96.3 درصد می‌رسد. این نشان‌دهندۀ پیشرفت قابل‌توجهی نسبت به سیستم‌های کاتالیزوری معمولی است، که اغلب به ورودی انرژی بالایی نیاز دارند و از غیرفعال شدن سریع رنج می‌برند.
پروفسور باوون ژو، محقق ارشد این تحقیق از دانشگاه شانگهای جیائو تونگ، می‌گوید: کار ما یک گام بزرگ رو به جلو است و به دنبال رفع موانع دوگانۀ انتشار گازهای گلخانه‌ای و تولید انرژی پایدار هستیم. وی تأکید می‌کند: ما با استفاده از قدرت انرژی خورشیدی و نانومعماری با طراحی منطقی، مسیر سبز و کارآمدی را برای تبدیل گازهای زائد به منابع شیمیایی ارزشمند نشان داده‌ایم.
اثرات هم‌افزایی و بینش مکانیکی
محققان عملکرد استثنایی فوتوکاتالیست خود را به اثرات هم‌افزایی ناشی از ادغام نانوسیم‌های InGaN فعال عکس، سطح اصلاح‌شده با اکسیژن و نانوذرات رودیم فعال کاتالیزوری نسبت می‌دهند. مطالعات مکانیکی نشان داد که اتم‌های اکسیژن ترکیب شده، نقش مهمی در ترویج فعال‌سازی کربن دی اکسید، تسهیل تولید CO و سرکوب غیرفعال‌سازی کاتالیزور با استفاده از رسوب کک‌سازی دارند.
یافته‌های این تحقیق که در مجلۀ معتبر Science Bulletin منتشر شده است و راه را برای توسعۀ سیستم‌های فوتوکاتالیستی پیشرفته برای تولید پایدار سوخت و مواد شیمیایی از منابع تجدیدپذیر هموار می‌کند. محققان معتقد هستند که رویکرد آنها می‌تواند به سایر واکنش‌های شیمیایی مهم نیز تعمیم داده شود و فرصت‌های جدیدی برای سبز کردن صنعت شیمیایی ارائه کند.
پروفسور باوون ژو در این زمینه بیان می‌کند: ما در مورد چشم‌انداز این فناوری هیجان‌زده هستیم، چرا که با بهینه‌سازی بیشتر طراحی کاتالیزور و پیکربندی راکتور، هدف ما افزایش مقیاس فرآیند و نشان دادن قابلیت آن برای کاربردهای عملی است.
