Un novedoso fotocatalizador basado en polímeros de coordinación para CO₂ La reducción exhibe un rendimiento sin precedentes, dando a los científicos de Tokyo Tech esperanza en la lucha contra el calentamiento global. Fabricado a partir de abundantes elementos y que no requiere modificaciones ni tratamientos posteriores a la síntesis complejos, este fotocatalizador prometedor podría allanar el camino para una nueva clase de fotocatalizadores para convertir CO₂ de manera eficiente. en productos químicos útiles.

El dióxido de carbono (CO₂ ) liberado a la atmósfera durante la quema de combustibles fósiles es una de las principales causas del calentamiento global. Una forma de abordar esta creciente amenaza es desarrollar CO₂ tecnologías de reducción, que convierten el CO₂ en sustancias químicas útiles, como CO y ácido fórmico (HCOOH). En particular, CO₂ fotocatalítico Los sistemas de reducción utilizan luz visible o ultravioleta para impulsar CO₂ reducción, al igual que las plantas utilizan la luz solar para realizar la fotosíntesis. En los últimos años, los científicos han informado sobre muchos fotocatalizadores sofisticados basados ​​en estructuras organometálicas y polímeros de coordinación (CP). Desafortunadamente, la mayoría de ellos requieren un complejo tratamiento posterior a la síntesis y modificaciones o están hechos de metales preciosos.

En un estudio reciente publicado en ACS Catalysis , un equipo de investigación de Japón encontró una manera de superar estos desafíos. Dirigido por el profesor asistente especialmente designado Yoshinobu Kamakura y el profesor Kazuhiko Maeda del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech), el equipo desarrolló un nuevo tipo de fotocatalizador para CO₂ reducción basada en un CP que contiene enlaces plomo-azufre (Pb-S). Conocido como KGF-9, el nuevo CP consiste en una estructura infinita (–Pb–S–) n con propiedades diferentes a las de cualquier otro fotocatalizador conocido.

Por ejemplo, KGF-9 no tiene poros ni huecos, lo que significa que tiene un área de superficie baja. A pesar de esto, sin embargo, logró un espectacular rendimiento de fotorreducción. Bajo irradiación de luz visible a 400 nm, KGF-9 demostró un rendimiento cuántico aparente (rendimiento de producto por fotón absorbido) del 2,6 % y una selectividad de más del 99 % en la reducción de CO₂ a formato (HCOO−). "Estos valores son los más altos informados hasta ahora para una reducción de CO₂ impulsada por un fotocatalizador de un solo componente y libre de metales preciosos. a HCOO−", dice el profesor Maeda. "Nuestro trabajo podría arrojar luz sobre el potencial de los CP no porosos como unidades de construcción para CO₂ fotocatalítico. sistemas de conversión."

Además de su notable rendimiento, KGF-9 es más fácil de sintetizar y utilizar en comparación con otros fotocatalizadores. Dado que los sitios activos de Pb (donde CO₂ se produce la reducción) ya están "instalados" en su superficie, KGF-9 no requiere la presencia de un cocatalizador, como nanopartículas metálicas o complejos metálicos. Además, no requiere otras modificaciones posteriores a la síntesis para operar a temperatura ambiente y bajo iluminación de luz visible.

El equipo de Tokyo Tech ya está explorando nuevas estrategias para aumentar el área de superficie de KGF-9 y mejorar aún más su rendimiento. Como el primer fotocatalizador con Pb(II) como centro activo, existe una buena posibilidad de que KGF-9 allane el camino hacia un CO₂ más económicamente factible. reducción. En este sentido, el equipo de investigación dice:"Creemos que nuestro estudio brinda una oportunidad sin precedentes para desarrollar una nueva clase de fotocatalizadores económicos para CO₂ reducción consistente en elementos abundantes en la tierra". + Explore más

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