En un estudio publicado en National Science Review , investigadores del Instituto de Medio Ambiente Terrestre de la Academia China de Ciencias (CAS), junto con sus colaboradores, han utilizado el mecanismo de almacenamiento de carga de nanomateriales a base de tungsteno para obtener dióxido de carbono (CO2) en cualquier condición climática. ) conversión.
El desarrollo del CO2 La tecnología de conversión en productos valiosos es una gran oportunidad para el desarrollo coordinado de la economía y el entorno ecológico de China, que es un proceso típico de negentropía que exige un aporte sustancial de energía. Sin embargo, la dependencia del CO2 de energía solar El proceso de conversión de la iluminación solar es un factor limitante para su implementación en el mundo real, dada la disponibilidad intermitente de irradiancia solar durante la noche y en días nublados o lluviosos.
Además, existe un desfase entre la disponibilidad de energía solar y la demanda para su uso, influenciado por variaciones en las horas de luz y las condiciones meteorológicas. Por tanto, el desarrollo de una estrategia que desacople el CO2 La reducción de las limitaciones de la disponibilidad de energía solar es fundamental para lograr emisiones continuas de CO2 en todo clima. conversión.
En este estudio, los investigadores desarrollaron un nuevo material modelo, el trióxido de tungsteno hexagonal cargado con Pt (Pt/h-WO3 ), para desacoplar los procesos de reacción de luz y oscuridad imitando la fotosíntesis natural.
Las propiedades únicas del WO3 portadora, incluida su capacidad para cambiar entre estados de valencia (W 6+ /W 5+ ) y sus estructuras de túnel, combinadas con la capacidad del Pt para dividir el agua y transferir átomos de hidrógeno al h-WO3 superficie, son clave para lograr el desacoplamiento de las reacciones de luz y oscuridad para el CO2 conversión.
Cuando se expuso a la luz solar simulada durante 10 minutos, el catalizador demostró su capacidad para sostener la conversión de CO2 al metano (CH4 ) incluso en la oscuridad, lo que marca la primera vez que un solo material logra CO2 ininterrumpido. Conversión en todas las condiciones.
Aprovechando las propiedades de este material, los investigadores también construyeron una instalación de prueba al aire libre y realizaron una prueba de luz natural continua durante 15 días. Los datos recopilados en las instalaciones de pruebas al aire libre mostraron que el CO2 El proceso de reducción podría continuar durante la noche y durante los períodos de lluvia, lo que demuestra un éxito en las emisiones de CO2 en todo tipo de clima. conversión utilizando un enfoque renovable.
Este enfoque de investigación tiene el potencial de superar obstáculos tecnológicos críticos para lograr CO2 solar continuo. utilización.
Más información: Xianjin Shi et al, Utilización sostenible de CO2 en todo clima mediante la imitación de la fotosíntesis natural en un solo material, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad275
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
