Исследовательская группа под руководством Лундского университета в Швеции показала, как солнечная энергия может преобразовывать углекислый газ в топливо с использованием передовых материалов и сверхбыстрой лазерной спектроскопии. Прорыв может стать важной частью головоломки в снижении уровня парниковых газов в атмосфере в будущем. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Солнечный свет, падающий на Землю в течение одного часа, примерно соответствует общему потреблению энергии человечеством за целый год. Наши глобальные выбросы углекислого газа также увеличиваются. Использование солнечной энергии для улавливания парниковых газов и преобразования ее в топливо или другое полезное химическое вещество сегодня является предметом исследований для многих. Однако удовлетворительного решения до сих пор нет, но международная исследовательская группа нашла возможный путь вперед.

«В исследовании используется комбинация материалов, которые поглощают солнечный свет и используют его энергию для преобразования углекислого газа. С помощью сверхбыстрой лазерной спектроскопии мы точно нанесли на карту то, что происходит в этом процессе», — говорит Тёну Пуллеритс, исследователь химии из Лундского университета. .

Исследователи изучили пористый органический материал под названием COF — ковалентный органический каркас. Этот материал известен тем, что очень эффективно поглощает солнечный свет. Добавив к COF так называемый каталитический комплекс, им удалось без дополнительной энергии преобразовать углекислый газ в монооксид углерода.

«Для превращения в угарный газ требуется два электрона. Когда мы обнаружили, что фотоны синего света создают долгоживущие электроны с высокими энергетическими уровнями, мы могли просто зарядить COF электронами и завершить реакцию», — говорит Кайбо Чжэн, исследователь химии из Лундского университета. .

Как эти результаты могут быть полезны? Тёну Пуллеритс и Кайбо Чжэн надеются, что в будущем открытие может быть использовано для разработки более крупных установок, которые можно будет использовать на глобальном уровне, чтобы с помощью солнца поглощать углекислый газ из атмосферы и преобразовывать его в топливо или химические вещества. Это может быть одним из многих решений для преодоления климатического кризиса, с которым мы сталкиваемся.

«Мы завершили два начальных шага с двумя электронами. Прежде чем мы сможем начать думать о конвертере углекислого газа, нужно сделать еще много шагов, и, возможно, даже наши первые два должны быть усовершенствованы. Но мы определили очень многообещающее направление для движения. », — заключает Тону Пуллеритс.