中山大學研究奈米結構光觸媒成減碳解方 登國際期刊

中山大學光電工程學系助理教授李炫錫在奈米結構光觸媒研究上有所突破，他以硫化錫（SnS）／石墨氮化碳（g-C3N4）奈米結構作為光觸媒，可將二氧化碳轉化為甲烷，克服了以塊狀硫化錫為基底的光觸媒的侷限性。李指出，這項研究可望紓解石化燃料價格不斷上漲的壓力，減緩全球暖化現象。

這項新研究刊登於國際知名頂尖期刊「應用催化B：環境」（Applied Catalysis B: Environmental）中。李炫錫帶領「奈米能源與界面實驗室」及博士班學生何莫善（Hossam A. E. Omr），研究光能轉換相關應用，特別是光觸媒系統與奈米結構材料製備，試圖開發儲量豐富、無毒、高效率的吸光材料。

此次研究包含奈米結構材料的結合，以雕刻薄膜技術和簡單的浸漬法製備出硫化錫石墨氮化碳微結構的奈米複合薄膜。硫化錫／石墨氮化碳奈米結構光觸媒表現出優異的百分之百選擇性甲烷產率，且可穩定運行超過10小時。由於硫化錫／石墨氮化碳奈米結構間異質接面形成的加乘作用，因此該裝置擁有眾多優異表現，例如極佳的光吸收率、結晶度更高、透過C-S鍵結的高效Z型電荷傳輸、以及硫化錫奈米結構表面的良好物理化學性質等。

李炫錫指出，科學家和工程師們致力於開發光觸媒二氧化碳轉化技術，包含設計新材料或改進現有材料。但運用該技術從二氧化碳轉化出燃料的生產效率和選擇性仍然是巨大的挑戰。此研究則將傳統光觸媒石墨氮化碳與硫化錫結合，將二氧化碳轉化為甲烷，在金屬硫化物為基底的觸媒中產率是最高的。這種光觸媒的製備過程簡單、安全且環保，能將二氧化碳轉化為穩定性高且可回收的甲烷，在全球暖化和環境劇變下，期望能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。

李炫錫表示，研究團隊也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。期刊連結：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337322011729。