Các nhà khoa học Nhật Bản phá vỡ kỷ lục, tạo ra nhiên liệu sạch từ ánh sáng mặt trời và CO2

Các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Tokyo và Đại học Hiroshima đã đạt được một bước đột phá trong năng lượng bền vững bằng cách phát triển một chất xúc tác quang mới có khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời, nước và CO2 thành nhiên liệu sạch với hiệu suất chưa từng có. Chất xúc tác oxyhalide dựa trên chì được thiết kế lại (Pb2Ti2O5.4F1.2 hay PTOF) của họ thể hiện hiệu suất lượng tử kỷ lục khoảng 15% cho sản xuất hydro và 10% cho chuyển đổi CO2 thành axit formic. Sự tăng hiệu suất này—cao hơn tới 60 lần so với các chất xúc tác trước đây—xuất phát từ việc tái cấu trúc ở quy mô nano một cách triệt để, tạo ra các hạt có độ xốp cao với diện tích bề mặt (~40 m²/g) vượt xa các chất xúc tác thông thường (~2,5 m²/g). Phương pháp tổng hợp sáng tạo sử dụng vi sóng ở nhiệt độ thấp của nhóm nghiên cứu dùng các phức titan hòa tan trong nước để tạo ra các hạt PTOF siêu nhỏ dưới 100 nm, giúp rút ngắn khoảng cách di chuyển của các hạt mang điện và giảm thiểu tổn thất tái kết hợp mặc dù độ di chuyển điện tử hơi thấp hơn. Cách tiếp cận thân thiện với môi trường này tránh được các khuyết tật cấu trúc thường gặp khi thu nhỏ kích thước.