In den letzten Jahrzehnten hat die photokatalytische CO2-Reduktion im Rahmen der Erforschung alternativer erneuerbarer Energiequellen und Lösungen für die steigenden CO2-Emissionen viel Aufmerksamkeit erregt. Ein wichtiges, bisher ungeklärtes Phänomen in grundlegenden Studien an einer der bekanntesten Reaktionen - der photokatalytischen Konversion von CO2 mit H2O zu CH4 auf TiO2-Photokatalysatoren - ist, dass zumeist kein gasförmiger Sauerstoff unter den Produkten zu finden ist, obwohl die Freisetzung von Sauerstoff bei einer Umsetzung von Kohlendioxid zu Methan zu erwarten wäre.
Um das Fehlen von gasförmigem Sauerstoff zu klären, modifizierten Simon Ristig (Forschungsgruppenleiter in der Abteilung von Robert Schlögl) und Jennifer Strunk (Leibniz-Institut für Katalyse) mit ihrem Team P25-TiO2 mit IrOx, einem bekannten Wasseroxidationskatalysator, der es der Gruppe ermöglichte, gasförmigen Sauerstoff und Wasserstoff in nahezu stöchiometrischen Mengen durch photokatalytische Wasserspaltung zu beobachten. Gleichzeitig ergaben sich Hinweise darauf, dass der Wasserstoff für die Methanbildung nicht von einer vollständigen Wasseroxidation herrührt und das Fehlen des gasförmigen Sauerstoffs in der CO2-Reduktion mit unmodifiziertem P25-TiO2 auf das Photokatalysatormaterial selbst zurückzuführen ist
Die Studie erschien kürzlich als Artikel und Rückseiten-Cover im Magazin PCCP.
Publikation: Martin Dilla, Alina Jakubowski, Simon Ristig, Jennifer Strunk, Robert Schlögl (2019). The fate of O2 in photocatalytic CO2 reduction on TiO2 under conditions of highest purity Phys.Chem.Chem.Phys.,2019,21, 15949-1595, DOI: 10.1039/C8CP07765G