Las nanopartículas de cobre y platino agregadas a la superficie de un fotocatalizador de titania azul mejoran significativamente su capacidad para reciclar el dióxido de carbono atmosférico en combustibles de hidrocarburos.

El fotocatalizador modificado fue desarrollado y probado por investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST), con colegas en Corea, Japón, y Estados Unidos. Convirtió la luz solar en combustible con una eficiencia del 3.3% durante períodos de 30 minutos. Esta 'eficiencia de fotoconversión' es un hito importante, los investigadores informan en su estudio publicado en la revista Ciencias de la energía y el medio ambiente , ya que significa que el uso a gran escala de esta tecnología se está convirtiendo en una perspectiva más realista.

Los fotocatalizadores son materiales semiconductores que pueden utilizar la energía de la luz solar para catalizar una reacción química. Los científicos están investigando su uso para atrapar el dióxido de carbono nocivo de la atmósfera como uno de los muchos medios para aliviar el calentamiento global. Se está probando la capacidad de algunos fotocatalizadores para reciclar dióxido de carbono en combustibles de hidrocarburos como el metano, el componente principal que se encuentra en el gas natural. La combustión de metano libera menos dióxido de carbono a la atmósfera en comparación con otros combustibles fósiles, convirtiéndola en una alternativa atractiva. Pero los científicos han tenido dificultades para fabricar fotocatalizadores que produzcan un rendimiento suficientemente grande de productos de hidrocarburos para que su uso sea práctico.

El profesor Su-Il In del Departamento de Ciencia e Ingeniería de la Energía de DGIST y sus colegas modificaron un fotocatalizador de titania azul agregando nanopartículas de cobre y platino a su superficie.

El cobre tiene una buena adsorción de dióxido de carbono, mientras que el platino es muy bueno para separar las cargas tan necesarias generadas por la titania azul de la energía del sol.

El equipo desarrolló una configuración única para medir con precisión la eficiencia de la fotoconversión del catalizador. El catalizador se colocó en una cámara que recibió una cantidad cuantificable de luz solar artificial. El gas de dióxido de carbono y el vapor de agua se movieron a través de la cámara, pasando sobre el catalizador. Un analizador midió los componentes gaseosos que salen de la cámara como resultado de la reacción fotocatalítica.

El catalizador de titania azul convierte la energía de la luz solar en cargas que se transfieren a las moléculas de carbono e hidrógeno en dióxido de carbono y agua para convertirlas en gases metano y etano. Se descubrió que la adición de nanopartículas de cobre y platino en la superficie del catalizador mejora significativamente la eficiencia de este proceso.

"El fotocatalizador tiene una eficiencia de conversión muy alta y es relativamente fácil de fabricar, haciéndolo ventajoso para la comercialización, "dice el Prof. In".

El equipo planea continuar sus esfuerzos para mejorar aún más la eficiencia de la fotoconversión del catalizador, para hacerlo lo suficientemente grueso como para absorber toda la luz incidente, y mejorar su integridad mecánica para facilitar su manejo.