Дослідники перетворили вуглекислий газ на метанол, освітлюючи сонячним світлом атоми міді, нанесені на активований світлом матеріал.
Міжнародна дослідницька група розробила матеріал, що складається з атомів міді, закріплених на нанокристалічному нітриді вуглецю. Під впливом сонячного випромінювання цей матеріал перетворює вуглекислий газ на метанол, відкриваючи новий спосіб для виробництва екологічного палива.
Фото- та електрокаталіз використовують сонячне світло і воду, щоб перетворювати вуглекислий газ на корисні продукти. Під час фотокаталізу, наприклад, сонячне світло падає на напівпровідниковий матеріал для збудження електронів. Ці електрони проходять через матеріал і реагують із вуглекислим газом і водою. Але зазвичай цей процес не дуже ефективний. Дослідники шукали матеріали, які підвищили б результативність перетворення.
Вчені нагріли нітрид вуглецю, щоб максимізувати його властивості для фотокаталізу. Використовуючи магнетронне розпилення, дослідники нанесли атоми міді. У результаті атоми сформували в нанокристалічну структуру, яка дозволяє електронам переміщатися від нітриду вуглецю до вуглекислого газу.
Вимірявши електричний струм, який генерував каталізатор, дослідники виявили, що навіть без міді нанокристалічна форма нітриду вуглецю виявилася в 44 рази активнішою за традиційну, використовувану при каталізі. При цьому додавання всього лише 1 мг міді на 1 г нітриду вуглецю збільшило ефективність у чотири рази. При цьому в результаті почав виділятися не метан, а метанол – цінне екологічно чисте паливо.
Дослідження показує, що побічний продукт спалювання вуглецевого палива – вуглекислий газ – можна переробляти на корисні речовини. Їх, своєю чергою, можна використовувати знову як паливо, створюючи навколо них економіку замкнутого циклу. При цьому для виробництва достатньо води, світла і широко доступних на Землі компонентів – міді, азоту і вуглецю.