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Photokatalytische Reduktion von CO2 an TiO2 und anderen Halbleitern

Authors

  • Severin N. Habisreutinger,

    1. Department für Physik und Center for Nanoscience (CeNS), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Amalienstraße 54, 80799 München (Deutschland)
    2. Fachbereich Physik, Universität Konstanz, Universitätsstraße 10, 78457 Konstanz (Deutschland)
    3. Aktuelle Adresse: Clarendon Laboratory, Department of Physics, University of Oxford, Parks Road, Oxford, OX1 3PU (Großbritannien)
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  • Prof. Lukas Schmidt-Mende,

    Corresponding author
    1. Department für Physik und Center for Nanoscience (CeNS), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Amalienstraße 54, 80799 München (Deutschland)
    2. Fachbereich Physik, Universität Konstanz, Universitätsstraße 10, 78457 Konstanz (Deutschland)
    • Department für Physik und Center for Nanoscience (CeNS), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Amalienstraße 54, 80799 München (Deutschland)
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  • Dr. Jacek K. Stolarczyk

    Corresponding author
    1. Department für Physik und Center for Nanoscience (CeNS), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Amalienstraße 54, 80799 München (Deutschland)
    • Department für Physik und Center for Nanoscience (CeNS), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Amalienstraße 54, 80799 München (Deutschland)
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Abstract

Der kontinuierliche Anstieg der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre sowie die zunehmende Ressourcenverknappung fossiler Brennstoffe vergrößern die Sorge um das Klima und die Energieversorgung der Zukunft. Eine Antwort auf beide Probleme liefert die mit Sonnenenergie betriebene photochemische Gewinnung von Brennstoffen wie Methan und Methanol aus CO2. Mit dieser Methode lässt sich Sonnenenergie zudem in chemischer Form speichern und transportieren. In diesem Aufsatz werden aktuelle Konzepte der photokatalytischen CO2-Reduktion an TiO2 und anderen Metalloxiden, Oxynitriden, Sulfiden und Phosphiden präsentiert. Der Fokus der besprochenen Forschungsarbeiten liegt dabei meist auf der Entwicklung neuer nanostrukturierter photokatalytischer Materialien und mechanistischen Untersuchungen des Prozesses, von der Lichtabsorption über Ladungstrennung und -transport bis zu den Reaktionswegen der CO2-Reduktion. Zudem werden die Effizienzmessgrößen, mit denen gegenwärtig die Effizienz des Prozesses quantifiziert wird, ausführlich diskutiert.

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