由能源科学与工程系Su-Il In教授领导的研究小组成功开发了可将二氧化碳转化为可用能源(如甲烷或乙烷)的光催化剂。

随着二氧化碳排放量的增加，地球温度上升，人们对减少二氧化碳的兴趣一直在增加，二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首。此外，由于能源枯竭而转向现有资源的可重复使用燃料也引起了人们的关注。为了解决跨国环境问题，对将二氧化碳和水转化为碳氢化合物燃料必不可少的光催化剂的研究正在引起关注。

尽管许多带隙较大的半导体材料经常用于光催化剂研究，但它们在各个领域的吸收太阳能方面受到限制。因此，光催化剂研究正致力于改进光催化剂结构和表面以增加太阳能吸收区域或利用具有优异电子传输的二维材料。

In教授的研究团队开发了一种高效光催化剂，通过将石墨烯以稳定和有效的方式放置在还原的二氧化钛上，将二氧化碳转化为甲烷(CH 4)或乙烷(C 2 H 6)。

研究团队开发的光催化剂可以选择性地将二氧化碳从气体转化为甲烷或乙烷。结果表明，其生成量分别为259umol / g和77umol / g甲烷和乙烷，其转化率比常规还原二氧化钛光催化剂高5.2%和2.7%。就乙烷产生量而言，该结果显示了在相似实验条件下世界上最高的效率。

此外，研究团队首次证明，由于二氧化钛和石墨烯界面可见的带状弯曲现象，孔隙向石墨烯移动，通过与James R. Durrant在化学系领导的研究小组进行的国际联合研究伦敦帝国理工学院(ICL)使用光电子能谱。

孔向石墨烯的移动通过使电子聚集在还原的二氧化钛的表面上并且当聚电子参与反应时形成大量的自由基甲烷(CH 3)来激活反应。研究小组确定了生成甲烷的机制，如果这种形成的自由基甲烷与氢离子发生反应，并且如果自由基甲烷相互反应则生成乙烷。

研究团队开发的催化剂材料有望应用于各种领域，如未来的高附加值材料生产，并通过选择性生产更高水平的碳氢化合物，用于解决全球变暖问题和能源资源枯竭问题。使用阳光的材料。

In教授说：“这次开发的石墨烯还原二氧化钛光催化剂具有选择性地生成二氧化碳作为甲烷或乙烷等有用化学元素的优势。通过后续研究提高对话率为了使其商业化，我们将为减少二氧化碳并将其转化为资源的技术发展做出贡献。“