Chinesische Forscher machen E-Fuel aus CO2 und H2O

Effiziente Umwandlung von Kohlendioxid und Wasser in Kraftstoffe

Jingdong Lin von der Xiamen University, China, und Kollegen haben laut der Fachzeitschrift ChemSusChem vom 14.11.2017 einen einfachen und hocheffizienten Weg zur Alkanherstellung unter Verwendung von CO2 und Solarenergie gefunden. Sie koppelten direkt photokatalytische Wasserspaltung und thermokatalytische Hydrierung von CO2 an einem bifunktionellen Au-Ru/TiO2-Katalysator mit aktiven Stellen für photokatalytische Wasserspaltung und thermokatalytische Hydrierung von CO2 zur Umwandlung von CO2-H2O in Kraftstoffe.

Die photokatalytische Reduktion von CO2 in erneuerbare Kohlenwasserstoff-Solarbrennstoffe gilt als vielversprechende Strategie, um gleichzeitig globale Energie- und Umweltprobleme anzugehen.

Die direkte Kopplung von Thermo- und Photokatalyse über Au-Ru/TiO2 führt zu einer 15-fach höheren Aktivität (T = 358 K; ca. 99 % CH4-Selektivität) bei der Umwandlung von CO2-H2O in Kraftstoffe als die rein photokatalytische Wasserspaltung. Das wird der fördernden Wirkung der thermokatalytischen Hydrierung von CO2 mit hochaktiven Wasserstoffatomen zugeschrieben, die durch photokatalytische Wasserspaltung in situ erzeugt werden, wodurch die Rekombinationsrate photogener Elektronen und Löcher stark reduziert werden kann.

Die direkte Kopplung von Photokatalyse und Thermokatalyse kann nach Ansicht der Forscher auf andere Hydrierungsreaktionen, wie Ammoniaksynthese oder COx zu Methanol, mit Wasserstoff, der in situ durch Solarenergie gewonnen wird, ausgeweitet werden.

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