Phát triển "tấm quang hợp nhân tạo", tổng hợp axit formic từ CO2 và nước
tấm quang hợp nhân tạo
(Nguồn: GS Alliance)
Vào ngày 17 tháng 11, Liên minh GS (Thành phố Kawanishi, tỉnh Hyogo) đã phát triển một tấm quang hợp nhân tạo bằng cách áp dụng một chất xúc tác độc đáo cho một loại vải không dệt rẻ tiền. Một chất xúc tác bao gồm hỗn hợp các chấm lượng tử và khung hữu cơ kim loại (MOF) đã được sử dụng.
MOFs là vật liệu lai hữu cơ-vô cơ siêu xốp được tổng hợp từ các cụm kim loại vô cơ và các liên kết hữu cơ. Do các đặc điểm cấu trúc có thể được kiểm soát ở cấp độ phân tử nanomet và diện tích bề mặt cực lớn, các ứng dụng như lưu trữ khí, tách khí, hấp thụ điện, chất xúc tác, phân phối thuốc, xử lý nước, cảm biến, điện cực và bộ lọc là đang được điều tra. có Các nghiên cứu gần đây đã tiết lộ rằng MOFs có chức năng tuyệt vời là hấp thụ và thu hồi CO2, và các nghiên cứu cũng đã bắt đầu áp dụng CO2 thu hồi được vào quá trình quang khử, tổng hợp các chất hóa học, v.v.
Các chấm lượng tử cũng sẽ là vật liệu tiên tiến cho các cấu trúc siêu mịn đơn nano (0,5-9 nm) với các tính chất quang học tuân theo hóa học lượng tử và cơ học lượng tử. Các chấm lượng tử cũng đang được nghiên cứu và phát triển như những vật liệu có thể phù hợp cho quá trình quang hợp nhân tạo nhờ khả năng hấp thụ ánh sáng tuyệt vời, khả năng tạo ra nhiều exciton và diện tích bề mặt lớn.
Công ty tổng hợp cả MDF và chấm lượng tử trong nhà. Chúng tôi đã thành công trong việc tổng hợp axit formic bằng phức hợp chấm lượng tử MOF làm chất xúc tác cho quá trình quang hợp nhân tạo. Tuy nhiên, do hỗn hợp MOF-chấm lượng tử tồn tại dưới dạng bột trong nước, nó đòi hỏi công việc như lọc để chiết xuất axit formic và hoạt động liên tục là một vấn đề đối với ứng dụng thực tế.
Lần này, bằng cách cố định phức hợp MOF-chấm lượng tử trên một tấm rẻ tiền, chúng tôi đã thiết lập một phương pháp cho phép chiết xuất axit formic liên tục. Sau phản ứng, nước có chứa axit formic được lấy ra và nước lại được thêm vào bình chứa, tạo điều kiện cho phản ứng liên tục có thể khởi động lại quá trình quang hợp nhân tạo. Vì hiệu suất phản ứng của quang hợp nhân tạo vẫn còn thấp, chúng tôi sẽ tiếp tục xem xét các cách để cố định chất xúc tác và cải thiện hiệu quả tổng hợp, với mục đích đưa quang hợp nhân tạo vào sử dụng thực tế.
