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（a）在合成的不同階段獲得的樣品圖片（b）不同比列Pt導致產生甲烷和乙烷累積釋放量，圖片來源：大邱慶北科技學院（DGIST）

由能源科學與工程系Su-IlIn教授領導的研究小組成功開發出可將二氧化碳轉化為可用能源（如甲烷或乙烷）的光催化劑。

隨著二氧化碳排放量的增加，地球的溫度逐漸上升，并且人們一直對減少二氧化碳的關注逐漸提高，這是因為二氧化碳是全球變暖的罪魁禍首。此外，由于能源枯竭而轉向現有資源的可重復使用燃料也引起了人們密切關注。為了解決跨國環境問題，對將二氧化碳和水轉化為碳氫化合物燃料至關重要的光催化劑的研究正在受到全世界的關注。

盡管許多具有大帶隙的半導體材料經常用于光催化劑研究，但這些半導體在各個結構中吸收太陽能的能力非常有限。因此，光催化劑領域方面研究的正致力于改進光催化劑結構和表面以增加太陽能吸收區域，或者研究利用具有優異電子傳輸的二維半導體材料進行光催化。

In教授的研究團隊開發了一種高效光催化劑，通過將石墨烯以穩定有效的方式置于還原的二氧化鈦上，這樣形成的光催化劑將二氧化碳轉化為甲烷（CH4）或乙烷（C2H6）。

研究團隊開發的光催化劑可以選擇性地將二氧化碳從氣體轉化為甲烷或乙烷。結果表明，其氣體生成量分別為259umol / g和77umol / g甲烷和乙烷，轉化率比常規還原二氧化鈦光催化劑高5.2％和2.7％。就乙烷產生量而言，該結果展示了在相似實驗條件下全世界上最高的轉換效率。

此外，通過與研究倫敦帝國理工學院（ICL）James R. Durrant領導的化學系研究小組進行的國際聯合研究，研究團隊使用光電子能譜首次證明，由于二氧化鈦和石墨烯界面可見的帶彎曲現象，細小孔隙向石墨烯方向移動。

研究小組確定了生成甲烷的機制，隨著電子聚集參與反應，孔隙向石墨烯的移動通過使電子聚集在還原的二氧化鈦的表面上，因此形成大量的自由基甲烷（CH 3）用以激活化學反應，即這種形成的自由基甲烷與氫離子反應形成甲烷，并且自由基甲烷相互反應則生成乙烷。

研究團隊開發的催化劑材料預計將應用于各種領域，如未來的高附加值材料生產，并通過選擇性生產更高水平的碳氫化合物用于解決全球變暖問題和能源資源枯竭問題，總之這是一種利用陽光的材料。

In教授說：“這次開發的具有石墨烯的還原二氧化鈦光催化劑具有能夠選擇性地利用CO 2作為可用的化學原料從而產生燃料氣體（甲烷或乙烷）的優點。通過進行后續研究，我們將提高該催化劑的轉化率，使其可以商業化，我們將為減少二氧化碳并將其轉化為資源的技術發展做出貢獻。”