تبدیل فتوکاتالیستی گاز کربن‌دی‌اکسید به مواد شیمیایی با ارزش و سوخت‌های هیدروکربنی

امروزه به دلیل افزایش مشکلات ناشی از پدیده گرمایش جهانی، روش‌های زیادی به وسیله پژوهشگران برای کاهش گاز آلاینده کربن‌دی‌اکسید ارائه شده است. فرایندهای جذب و ذخیره‌سازی کربن‌دی‌اکسید (CCS) و یا تبدیل کربن‌دی‌اکسید به محصولات مفید از این روش‌ها است. در این میان فرایندهای تبدیل فتوکاتالیستی CO2 به مواد شیمیایی با ارزش و سوخت‌های هیدروکربنی علاوه بر کاستن نگرانی‌ها برای انباشت این گاز آلاینده، مسیر تازه‌ای را برای تولید ترکیبات مشتق از گاز کربن‌دی‌اکسید ایجاد کرده است. در این مقاله مروری، نخست به ‌طور خلاصه فناوری‌های تبدیل کربن‌دی‌اکسید، و سپس اصول تبدیل فتوکاتالیستی آن بررسی شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی اثر کاهنده‌ها از میان عوامل متعدد مؤثر در تبدیل فتوکاتالیستی CO2 است؛ بنابراین اثر کاهنده‌های مختلف همچون آب مایع، بخار آب و گاز هیدروژن بر میزان تبدیل کربن‌دی‌اکسید و چگونگی توزیع محصولات، بررسی شده است. نتایج این مطالعه گویای آن است که عوامل کاهنده مختلف، مسیرهای واکنش متفاوتی را طی می‌کنند و در نهایت منجر به تولید محصولات متنوع همچون متانول، متان، فرمیک اسید، فرم آلدئید و کربن مونوکسید می‌شوند. در ادامه برای ایجاد شرایط مطلوب هدایت واکنش به سمت توزیع محصول مورد نظر با بازده هرچه بیشتر، واکنش‌های انجام‌شده در حضور این سه عامل کاهنده با یکدیگر مقایسه شده است. انتخاب‌پذیری واکنش تبدیل در حضور آب مایع نسبت به متانول بیشتر است و متانول با نرخ بیشتری تولید می‌شود؛ در حالی که بیشتر محصول واکنش‌های کاهش فتوکاتالیستی کربن‌دی‌اکسید در فاز گازی و در حضور بخار آب ، گاز هیدروژن، گاز متان و کربن مونوکسید است.