Американским ученым из Пенсильванского университета удалось создать новую технологию производства метана, которая использует нанотрубки из диоксида титана (TiO2), легированные азотом. Об этом сообщает информационное агентство Nature News. Работа исследователей опубликована в журнале Nano Letters.

Схема работы новой системы. Желтый шар справа изображает Солнце. Слева видны голубоватые цилиндры, представляющие собой нанотрубки. Серыми кружками показаны атомы углерода, голубыми - кислорода, а красными - водорода. Крупные бордовые скопления изображают островки наночастиц платины и меди. Иллюстрация авторов исследования.

Для получения метана ученые поместили углекислый газ и пары воды в металлические контейнеры, закрытые с одного конца прозрачной крышкой из кварца, с внутренней стороны которой располагался слой из нанотрубок. Контейнеры пролежали на улице с июля по сентябрь 2008 года, подвергаясь ежедневному воздействию солнечных лучей.

По словам ученых, производство метана происходило непосредственно внутри нанотрубок. Под воздействием солнечного света в них возникали свободные переносчики электрического заряда, разделявшие молекулы воды на гидроксильные радикалы и ионы водорода, которые объединялись в атомы водорода.

Дальнейший ход реакции пока не очень ясен. Ученые полагают, что под действием тех же переносчиков заряда углекислый газ внутри нанотрубок распадается на кислород и угарный газ (CO), который реагирует с водородом с образованием воды и метана.

Измерения показали, что производительность новой системы составляет примерно 160 микролитров метана на один грамм нанотрубок за час. По словам исследователей, этот результат почти в 20 раз превосходит лучшие из полученных ранее результатов.

Секрет производительности заключается в особой технологии производства нанотрубок. К полым трубкам из диоксида титана, легированным азотом (это означает, что во время производства нанотрубок к диоксиду было добавлено небольшое количество азота), добавляются наночастицы платины и меди, которые формируют на их поверхности своего рода "островки". Раньше ученым уже было известно, что TiO2 способен катализировать производство метана под действием ультрафиолетового излучения, однако благодаря добавлению азота, а также наночастиц платины и меди ученым удалось добиться катализа реакции при обычном освещении.

По словам исследователей, новая технология в будущем может быть использована для промышленного производства метана.