Los investigadores han desarrollado un fotocatalizador novedoso, llamado Rh/InGaN1-x Bueyx , que es una nanoarquitectura que consiste en nanopartículas de rodio ancladas en nanocables de nitruro de indio y galio modificados con oxígeno cultivados sobre sustratos de silicio.
Bajo iluminación solar concentrada, este material compuesto demuestra un rendimiento notable para el reformado en seco de metano (DRM) con CO2 , logrando una tasa de evolución de gas de síntesis de 180,9 mmol gcat -1 h -1 con 96,3% de selectividad. Esto representa una mejora significativa con respecto a los sistemas catalíticos convencionales, que a menudo requieren altos aportes de energía y sufren una rápida desactivación.
"Nuestro trabajo representa un gran paso adelante para abordar el doble desafío de las emisiones de gases de efecto invernadero y la producción de energía sostenible", afirmó el profesor Baowen Zhou, investigador principal de la Universidad Jiao Tong de Shanghai. "Al aprovechar el poder de la energía solar y la nanoarquitectura diseñada racionalmente, hemos demostrado una ruta ecológica y eficiente para convertir los gases residuales en valiosos recursos químicos".
Los investigadores atribuyen el rendimiento excepcional de su fotocatalizador a los efectos sinérgicos que surgen de la integración de los nanocables fotoactivos de InGaN, la superficie modificada con oxígeno y las nanopartículas de rodio catalíticamente activas. Los estudios mecanicistas revelaron que los átomos de oxígeno incorporados desempeñan un papel crucial en la promoción del CO2 activación, facilitando la generación de CO y suprimiendo la desactivación del catalizador mediante deposición de coquización.
Los hallazgos de esta investigación, publicados en Science Bulletin , allana el camino para el desarrollo de sistemas fotocatalíticos avanzados para la producción sostenible de combustibles y productos químicos a partir de recursos renovables. El equipo cree que su enfoque puede ampliarse a otras reacciones químicas importantes, ofreciendo nuevas oportunidades para hacer más ecológica la industria química.
"Estamos entusiasmados con las perspectivas de esta tecnología", afirmó el profesor Baowen Zhou. "Al optimizar aún más el diseño del catalizador y la configuración del reactor, nuestro objetivo es ampliar el proceso y demostrar su viabilidad para aplicaciones prácticas".
Más información: Yixin Li et al, Nanoarquitectura Rh/InGaN1-O para el reformado de metano impulsado por luz con dióxido de carbono hacia gas de síntesis, Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2024.02.020
Proporcionado por Science China Press
