Ученые из Швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали доступный катализатор для электролиза двуокиси углерода на угарный газ и кислород – первого этапа в получении экологичного топлива. Материал основан на нанопроводах из оксида меди, модифицированных оксидом олова.

С помощью катализатора система на солнечной энергии смогла расщепить углекислый газ с эффективностью 13,4%. Исследование, представленное в Nature Energy, должно помочь в синтезе углеродных видов топлива из воды и CO₂.

Работа была проведена в лаборатории Майкла Грецела, получившего мировую известность за изобретение сенсибилизированных красителем фотоэлектрических панелей. Новый катализатор создан с помощью размещения атомарного слоя оксида олова на нанопроводах из оксида меди. Покрытие подавляет выделение побочных продуктов, обычно появляющихся на таких материалах. В результате при электровосстановлении CO₂ эффективнее выделялся угарный газ.

Катализатор интегрировали в систему электролиза двуокиси углерода и связали с тройной солнечной батареей (GaInP/GaInAs/Ge). Структура использовала тот же материал и в аноде, окисляющем воду для выделения кислорода.

«Газы разделены биполярной мембраной. Использование распространенных материалов для катализа обеих реакций удешевляет систему», — отметили авторы.

Помимо КПД 13,4% при выборочном преобразовании CO₂ в СО на солнечной энергии, катализатор обеспечивал до 90% фарадеевской эффективности, указывая на качество передачи электрического заряда.

«Подобный би-функциональный, дешевый материал продемонстрирован впервые, — отметили авторы. – Очень немногие катализаторы, за исключением ценных металлов, способны избирательно преобразовывать CO₂ в оксид углерода в воде».