研究人员利用硒化镉和无定形二氧化钛开发了一种高效光催化剂，将二氧化碳转化为甲烷，在提高再生能力的情况下，甲烷转化率达到99.3%。未来的工作重点将是提高其能源效率和稳定性，以供商业使用。

　　DGIST的一个研究小组已经开发出一种先进的光催化剂，可以有效地co将二氧化碳转化为甲烷，可能为对抗全球变暖提供可持续的解决方案。

　　DGIST能源科学与工程系的仁秀一教授和他的团队成功开发了一种高效的光催化剂。这一创新能够将气候变化的重要因素二氧化碳(CO2)转化为甲烷(CH4)，即通常所说的天然气。

　　全球变暖导致全球气候异常，威胁着人类的生存。减少温室气体排放对于解决日益受到关注的全球变暖问题至关重要，这需要将大气中的二氧化碳转化为其他物质。光催化技术是一种环境友好的解决方案，仅使用太阳能和水就可以将二氧化碳转化为有用的物质，如天然气。生产的天然气可以在我们的日常生活中用作加热、冷却系统和车辆的燃料。

　　光催化材料的改进

　　研究小组将能吸收可见光和红外光的硒化镉与二氧化钛(一种金属氧化物和著名的光催化材料)结合起来，将二氧化碳高效地转化为天然气。

　　以前，晶体二氧化钛具有周期性晶格结构，被分析为光催化材料。然而，钛(Ti3+)的三价阳离子的活性位点的形成由于粒子的规则排列而受到限制。为了克服这个问题，In教授的团队使用无定形二氧化钛改进了催化反应，通过缺乏晶格结构周期性的不规则颗粒排列，可以为Ti3+形成更多的活性位点。

　　除了催化性能得到改善外，电荷转移过程稳定，确保有足够的电子参与反应。这有助于将二氧化碳转化为碳化合物，特别是甲烷燃料。此外，与需要高温再生的传统光催化剂不同，无定形催化剂可以在不加热的情况下向反应器提供氧气，在一分钟内再生。

　　高效率及未来研究方向

　　研究小组新开发的无定形二氧化钛-硒化镉光催化剂(TiO2-CdSe)在光反应18小时后的前6小时内保持了99.3%的甲烷转化性能，比具有相同成分的晶体光催化剂(C-TiO2-CdSe)的再生能力高4.22倍。

　　“这项研究意义重大，因为我们开发了一种具有再生活性位点的催化剂，并通过计算化学研究确定了使用无定形催化剂将二氧化碳转化为甲烷的机制，”DGIST教授in说。他补充说:“我们将进行后续研究，以改善非晶光催化剂的能量损失，并提高其长期稳定性，以实现该技术的未来商业化。”

　　参考文献:“Ti3+/Ti4+活性位对直接气固相CO2光还原反应路径的动力学影响”，Niket S. Powar，金尚勋，李俊浩，龚恩熙，Chaitanya B. Hiragond，金东云，张铁瑞，Kim Minho, in Su-Il, 2024年3月26日，应用催化B:环境与能源。DOI: 10.1016 / j.apcatb.2024.124006

　　本研究得到了韩国科学和信息通信技术部“中型研究计划”和“中韩合作计划”的支持。