東京工業大學Shoji Shusaku 3年級博士生的研究小組與國立材料科學研究所、高知工業大學、九州大學和靜岡大學合作,是二氧化碳重整反應(乾重整)甲烷在低溫下。)成功開發了一種可能的光催化劑材料。
乾重整反應可以將溫室氣體甲烷和二氧化碳轉化為氫氣和一氧化碳的合成氣體。生成的合成氣成為生產酒精、汽油、化工產品的化學原料,因此該反應為有效利用天然氣和頁岩氣以及抑制全球變暖而受到關注。但是,反應的有效進行需要800℃以上的高溫,存在燃料消耗大、催化劑在高溫條件下劣化等問題。
此次,課題組研製出一種利用光能引起乾重整反應的光催化劑。這種光催化劑是鈦酸鍶和金屬銠的納米級複合材料,由於這兩種物質的水溶液在密閉容器中進行熱處理,因此很容易合成。
開發的光催化劑即使在未加熱的條件下,在紫外線照射下也顯示出超過 50% 的甲烷和二氧化碳轉化率。耐久性也長期穩定,不僅抑制了由於加熱引起的催化劑劣化,而且顯著抑制了工業上致命的副反應碳沉澱。該分析還揭示了鈦酸鍶作為光催化劑的適用性。
除了有效利用天然氣和頁岩氣外,這項研究的結果預計將有助於減少溫室氣體。此外,由於合成氣可以在低溫下生產,預計汽油生產等設施將與現有工業方法相結合,大大簡化和精簡。