台湾国立大学の研究チームは、二酸化炭素をメタンに変換する新しい光電気触媒を開発した。この触媒は、特別に設計された黒シリコン表面と銅-亜鉛アマルガム粒子を組み合わせたもの。太陽光にさらされると、従来の銅触媒よりも大幅に効率的にメタンを生成する。触媒は40%のファラデー効率でメタンを生成し、反応を開始するためのエネルギーを少なくしている。

触媒の作用機序は、先進的なシンクロトロンX線分光法とin situラマン分光法を用いて調査された。研究者らは、触媒が光の下で電子構造を継続的に調整し、亜鉛が金属銅を安定化させ、二酸化炭素反応中間体をより効果的に結合させることを発見した。同時に、太陽光はメタン形成につながる化学的ステップを加速するエネルギー電子を生成した。この2つの効果により、メタン生成がより容易かつ選択的になった。

この研究は、二酸化炭素を様々な価値のある化学物質や燃料に変換するためのより効率的なシステムを開発するための原則を示している。