12:04 28 Oktober 2020
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    Forscher von der Moskauer Nationalen Forschungsuniversität für elektronische Technik (MIET) haben laut Medien zusammen mit Kollegen der Technischen Universität Lodz (Lodz, Polen) ein Material entwickelt, das die Produktionseffizienz des vielversprechenden Methanolkraftstoffes um mehr als ein 20-Faches zu steigern ermöglicht.

    Ihre Studienergebnisse wurden im Fachmagazin „Topics in Catalysis“ veröffentlicht.

    Die Umwandlung von Kohlendioxid in Kraftstoff - zum Beispiel in Methanol - ist nach Ansicht der Autoren der Studie ein wirksames Mittel, um die toxischen Emissionen in die Atmosphäre zu reduzieren. Die optimale Lösung ist ihrer Meinung nach die Nutzung erneuerbarer Energien.

    Die Methanolsynthese aus CO2 wird heute hauptsächlich mittels der photokatalytischen Methode durchgeführt, bei der die Reaktion aufgrund der Lichtenergie abläuft. Titanoxid, das als Photokatalysator verwendet wird, reagiert jedoch nur auf ultraviolettes Licht, das lediglich fünf Prozent des Sonnenlichts ausmacht.

    Titanoxid-Metall-Kombination

    Um die Energie der Sonne voll auszunutzen, modifizierten Wissenschaftler die Oberfläche von Titanoxid mit Metallnanopartikeln. Es stellte sich heraus, dass die Kombination von Titanoxid mit einigen Metallen es dem Katalysator ermöglicht, die Energie des sichtbaren Teils des Spektrums einzufangen und den größten Teil des Sonnenlichts zu erfassen.

    „Wir haben gezeigt, dass die Oberflächenmodifikation von TiO2 durch Metallpartikel die Methanolbildungsrate um das 22-Fache erhöht. Die aktivsten Teilchen waren Platin und Nickel. Die Entwicklung dieser Technologie wird es ermöglichen, organische Substanzen ohne den Einsatz hochentwickelter Geräte zu synthetisieren, die für die klassische Synthesemethode erforderlich sind “, sagte Sergej Dubkow, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für zukunftsreiche Materialien und Technologien der wissenschaftlichen Forschungsuniversität MIET.

    Weitere Verfahren

    Nach seinen Worten werde zur Herstellung eines modifizierten Photokatalysators entweder die Vakuumverdampfung von Metallen verwendet, gefolgt von deren Abscheidung auf Titanoxid, oder das Härten von mit Metallsalzen imprägniertem Oxidpulver.

    Um die Struktur der erhaltenen Materialien zu untersuchen, wurden die Röntgenbeugungsanalyse und die Rasterelektronenmikroskopie verwendet.

    Hybrides photokatalytisches System

    Das Wissenschaftlerteam beabsichtigt, in Zukunft ein hybrides photokatalytisches System zu entwickeln, das für den sichtbaren Spektralbereich geeignet ist und Probleme wie die Synthese von organischem Kraftstoff und die Reinigung von Wasser von organischen Verunreinigungen sowie die Erzeugung von Wasserstoff oder Sauerstoff durch Zersetzung von Wasser lösen kann.

    ek/mt/sna

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    Tags:
    Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid, Solarenergie, Sonne, Forscher