Dreiphasen-Photokatalyse zur Erhöhung von Selektivität und Aktivität auf hydrophober Oberfläche
Die photokatalytische CO2-Reduktionsreaktion (CRR) stellt einen vielversprechenden Weg für die saubere Nutzung verlorener erneuerbarer Energien dar, aber die schlechte Selektivität, die sich aus der konkurrierenden Wasserstoffevolutionsreaktion (HER) in wässriger Lösung ergibt, schränkt ihre praktische Anwendbarkeit ein. Im vorliegenden, am 16.08.2019 in der Zeitschrift Angewandte Chemie publizierten Beitrag wurde ein Photokatalysator mit hydrophoben Oberflächen hergestellt. Er ermöglicht einen effizienten Dreiphasenkontakt von CO2 (Gas), H2O (Flüssigkeit) und Katalysator (Feststoff).
So kontaktieren konzentrierte CO2-Moleküle in der Gasphase direkt die Katalysatoroberfläche und können die Stoffübertragungsbeschränkungen von CO2 überwinden, die HER durch die Senkung der Protonenkontakte hemmen und insgesamt die CRR verbessern. Selbst bei Beladung mit Platin-Nanopartikeln, einem der effizientesten HER-Promotion-Cokatalysatoren, behält der Dreiphasen-Photokatalysator eine Selektivität von 87,9 %. Insgesamt bietet die Dreiphasen-Photokatalyse eine allgemeine und zuverlässige Methode zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des CRR.
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