高效奈米光觸媒問世 二氧化碳可100%轉換甲烷

科學家們自1978年起致力於研發「光觸媒二氧化碳轉化技術」，但生產效率和選擇性始終是巨大挑戰。為此，中山大學助理教授李炫錫的團隊以雕刻薄膜技術，將傳統光觸媒「石墨氮化碳」結合硫化錫，奈米結構使其擁有100%選擇性，可將二氧化碳轉化為甲烷。

專門研究光能轉換及相關應用的李炫錫指出，過去40年來，二氧化碳轉化燃料的效率和選擇性始終是巨大挑戰。由他率領的「奈米能源與介面實驗室」以雕刻薄膜技術和簡單的浸漬法，研發出硫化錫（SnS）結合石墨氮化碳（g-C3N4）的奈米複合薄膜，可將二氧化碳完全轉化為甲烷。

李炫錫表示，此研究克服了以塊狀硫化錫為基底的光觸媒，進行二氧化碳還原反應的侷限性，是金屬硫化物基底光觸媒中產率最高者，且奈米結構間異質接面形成的加乘作用，使其擁有極佳的光吸收率、更高的結晶度；不僅製備過程簡單、安全、環保，更可穩定運行超過10小時。

「此製備技術非常符合目前的半導體產業基礎設施，應該能大規模應用」，李炫錫認為，若此項技術能廣泛運用在工業中，可減少大氣中的二氧化碳含量，同時為日常生活提供潔淨且可再生的燃料，不僅有助減緩全球暖化現象，更可望紓解石化燃料價格不斷上漲的壓力，期望成為減少碳排與實現環保能源的可行方案。

此項研究成果近期已刊登於國際知名頂尖期刊《應用催化B：環境（Applied Catalysis B: Environmental）》中。李炫錫說，研究團隊將繼續開發雕刻薄膜技術的相關研究，改善二氧化錫半導體的本質特性，並嘗試提升入射太陽能的最佳量子效率。◇