Специалисты Сколковского института науки и технологий, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и Томского политехнического университета представили новый материал для фотокаталитического восстановления углекислого газа. Разработанный композит повышает эффективность получения метана под действием света в семь раз по сравнению с традиционными решениями.
Состав и метод синтеза
Основой композита выступает диоксид титана, дополненный высокоэнтропийным карбидом — веществом, включающим от четырёх до пяти различных металлов и углерод. Такая структура придаёт материалу способность выдерживать экстремальные температуры и работать при высоких плотностях энергии. Карбид синтезирован в ТПУ с применением оригинального безвакуумного электродугового метода, который позволяет получать компоненты в атмосферных условиях — без сложного вакуумного оборудования.
Семикратное увеличение выхода метана
Эксперименты показали, что при содержании 10% высокоэнтропийного карбида композит повышает выход метана в реакции фотокаталитического восстановления CO₂ под воздействием видимого света в семь раз относительно чистого диоксида титана. Улучшенные показатели обусловлены усиленным поглощением света, формированием гетеропереходов между компонентами и увеличенным числом активных центров на поверхности карбида. Полученные данные подтвердили и экспериментальные испытания, и цифровое моделирование, выявившее уникальные электронные и адсорбционные свойства нового материала.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Materials Today Energy. Авторы работы отмечают, что предложенная технология открывает перспективы создания более эффективных и доступных методов утилизации углекислого газа и производства экологичного топлива.