Солнечная реформа

Технология переработки отходов

Солнечный риформинг — это преобразование под действием солнечного света разнообразных ресурсов углеродных отходов (включая твердые, жидкие и газообразные потоки отходов, такие как биомасса , пластик , промышленные побочные продукты, атмосферный углекислый газ и т. д.) в устойчивые виды топлива (или энергетические векторы) и химические вещества с добавленной стоимостью. ^[1] Он охватывает набор технологий (и процессов), работающих в условиях окружающей среды и воды, использующих солнечный спектр для создания максимальной стоимости. ^[1] Солнечный риформинг предлагает привлекательное и унифицированное решение для решения современных проблем изменения климата и загрязнения окружающей среды путем создания устойчивой круговой сети переработки отходов, производства чистого топлива (и химикатов) и последующего смягчения выбросов парниковых газов (в соответствии с Целями устойчивого развития Организации Объединенных Наций ).

Фон

Самый ранний реформинг под действием солнечного света (теперь называемый фотореформингом или реформингом ПК, который образует небольшой подраздел солнечного реформинга; см. раздел «Определение и классификации» ) субстратов, полученных из отходов, включал использование полупроводникового фотокатализатора TiO ₂ (обычно загруженного сокатализатором выделения водорода, таким как Pt). Каваи и Саката из Института молекулярных наук , Окадзаки, Япония, в 1980-х годах сообщили, что органические вещества, полученные из различных твердых отходов, могут использоваться в качестве доноров электронов для управления генерацией газообразного водорода на композитах фотокатализатора TiO _2. ^{[2] [3]} В 2017 году Уэйкерли, Кюнель и Рейснер из Кембриджского университета , Великобритания, продемонстрировали фотокаталитическое производство водорода с использованием сырых субстратов лигноцеллюлозной биомассы в присутствии квантовых точек CdS|CdO _{x , чувствительных к} видимому свету, в щелочных условиях. ^[4] За этим последовало использование менее токсичных, поглощающих видимый свет фотокаталитических композитов на основе углерода (например, систем на основе нитрида углерода ) для фотореформинга биомассы и пластика в водород и органику Касапом, Укертом и Рейснером. ^{[5] [6]} В дополнение к вариациям нитрида углерода, в этот период сообщалось о других фотокаталитических композитных системах на основе оксидов графена , MXenes , координационных полимеров и халькогенидов металлов . ^{[7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]} Основным ограничением реформинга ПК является использование обычных жестких щелочных условий предварительной обработки (pH >13 и высокие температуры) для полимерных субстратов, таких как конденсационные пластики , на которые приходится более 80% эксплуатационных расходов. ^[15] Это было преодолено с введением нового пути хемоферментативного реформинга в 2023 году Бхаттачарджи, Го, Рейснером и Холлфельдером, который использовал близкий к нейтральному pH, умеренные температуры для предварительной обработки пластика и нанопластика. ^{[16] В 2020} году Цзяо и Се сообщили о фотокаталитическом преобразовании дополнительных пластиков, таких как полиэтилен и полипропилен, в топливо с высокой плотностью энергии в C2 _через Nb2O5 катализатор в естественных условиях. ^[17]

Фотокаталитический процесс (называемый реформингом ПК; см. раздел «Категоризация и конфигурации» ниже) предлагает простую, однореакторную и легкую область развертывания, но имеет несколько основных ограничений, что затрудняет его коммерческое внедрение. ^[15] В 2021 году Бхаттачарджи и Рейснер из Кембриджского университета представили системы/технологии фотоэлектрохимии (ПЭК), работающие под действием солнечного света и не требующие внешнего смещения или напряжения . ^[18] Эти системы реформинга ПЭК (см. раздел «Категоризация и конфигурации» ) реформировали различные предварительно обработанные потоки отходов (такие как лигноцеллюлоза и ПЭТ-пластики ) в селективные химические вещества с добавленной стоимостью с одновременным получением зеленого водорода и достижением площадных показателей производства в 100–10 000 раз выше, чем при обычных фотокаталитических процессах. ^[18] В 2023 году Бхаттачарджи, Рахаман и Рейснер расширили платформу PEC до солнечного реактора, который мог бы преобразовывать парниковый газ CO2 в _{различные} энергетические векторы ( CO2 , синтез-газ , формиат в зависимости от типа интегрированного катализатора) и одновременно преобразовывать отходы ПЭТ-пластика в гликолевую кислоту . ^[19] Это еще больше вдохновило на прямое улавливание и преобразование CO2 _в продукты из дымового газа и воздуха ( прямое улавливание воздуха ) в процессе риформинга PEC (с одновременным преобразованием пластика). ^[20] Чой и Рю продемонстрировали процесс PEC с использованием полиоксометаллата для достижения преобразования биомассы с самостоятельным производством водорода в 2022 году. ^[21] Аналогичным образом, Пан и Чу в 2023 году сообщили о ячейке PEC для возобновляемого производства формиата из солнечного света, CO2 _и сахаров, полученных из биомассы. ^[22] Эти разработки привели к тому, что солнечный реформинг (и электрореформинг, где возобновляемое электричество запускает окислительно-восстановительные процессы; см. раздел «Категоризация и конфигурации») постепенно превратился в активную область исследований.

Концепция и соображения

Определение и классификации

Солнечный риформинг — это преобразование отходов в ценные продукты (такие как устойчивое топливо и химикаты) под действием солнечного света, как это определено учеными Субхаджитом Бхаттачарджи, Стюартом Линли и Эрвином Рейснером в их статье Nature Reviews Chemistry 2024 года , где они концептуализировали и формализовали эту область, представив ее концепции, классификацию, конфигурации и метрики. ^[1] Обычно он работает без внешнего нагрева и давления, а также обеспечивает термодинамическое преимущество по сравнению с традиционными методами получения зеленого водорода или топлива для восстановления CO2 _, такими как расщепление воды или расщепление CO2 _{соответственно} . В зависимости от использования солнечного спектра солнечный риформинг можно разделить на две категории: «солнечный каталитический риформинг» и «солнечный термический риформинг». ^[1] Солнечный каталитический риформинг относится к процессам преобразования, в первую очередь управляемым ультрафиолетовым (УФ) или видимым светом . ^[1] Он также включает подмножество «фотореформинга», охватывающее использование высокоэнергетических фотонов в УФ или ближнем УФ диапазоне солнечного спектра (например, полупроводниковыми фотокатализаторами, такими как TiO2 ₎ . С другой стороны, солнечный термический риформинг использует инфракрасный (ИК) диапазон для переработки отходов с целью получения продуктов с высокой экономической ценностью. ^[1] Важным аспектом солнечного риформинга является создание стоимости, что означает, что общее создание стоимости от образования продукта должно быть больше, чем разрушение стоимости субстрата. ^[1] С точки зрения архитектуры развертывания солнечный каталитический риформинг можно далее разделить на: фотокаталитический риформинг (реформинг ПК), фотоэлектрохимический риформинг (реформинг ПЭК) и фотоэлектрохимический риформинг (реформинг ФЭ-ЭЦ). ^[1]

Преимущества по сравнению с традиционными процессами переработки и апсайклинга отходов

Солнечный риформинг предлагает несколько преимуществ по сравнению с традиционными методами управления отходами или производства топлива/химии. Он предлагает менее энергоемкую и низкоуглеродную альтернативу методам риформинга отходов, таким как пиролиз и газификация , которые требуют больших затрат энергии. ^[1] Солнечный риформинг также дает несколько преимуществ по сравнению с традиционными методами производства зеленого водорода, такими как расщепление воды (H ₂ O → H ₂ + ⁠1/2⁠ O ₂ , ΔG° = 237 кДж моль ⁻¹ ). Он обеспечивает термодинамическое преимущество по сравнению с расщеплением воды, обходя энергетически и кинетически требовательную полуреакцию окисления воды (E ⁰ = +1,23 В против обратимого водородного электрода (RHE)) энергетически нейтральным окислением органических веществ, полученных из отходов (C _x H _y O _z + (2 x − z )H ₂ O → (2 x − z + y /2)H ₂ + x CO ₂ ; ΔG° ~0 кДж моль ⁻¹ ). ^[1] Это приводит к лучшей производительности с точки зрения более высоких скоростей производства, а также переносится на другие подобные процессы, которые зависят от окисления воды в качестве обратной реакции, такие как расщепление CO ₂ . Кроме того, концентрированные потоки водорода, полученные в результате солнечного риформинга, безопаснее, чем взрывоопасные смеси кислорода и водорода (в результате традиционного расщепления воды), которые в противном случае требуют дополнительных затрат на разделение. ^[1] Дополнительное экономическое преимущество одновременного образования двух различных ценных продуктов (например, газообразного восстановительного топлива и жидких окислительных химикатов) делает солнечный риформинг пригодным для коммерческого применения. ^[1]

Показатели реформирования солнечной энергетики

Солнечный риформинг охватывает ряд технологических процессов и конфигураций, и поэтому подходящие показатели производительности могут оценить коммерческую жизнеспособность. В искусственном фотосинтезе наиболее распространенной метрикой является эффективность преобразования солнечной энергии в топливо (η _STF ), как показано ниже, где «r» — скорость образования продукта, «ΔG» — изменение свободной энергии Гиббса во время процесса, «A» — площадь облучения солнечным светом, а «P» — общий поток интенсивности света. ^{[1] [23]} η _STF можно принять в качестве метрики для солнечного риформинга, но с определенными соображениями. Поскольку значения ΔG для процессов солнечного риформинга очень низкие (ΔG ~0 кДж моль ^‒1 ), это делает η _STF по определению близким к нулю, несмотря на высокие скорости производства и квантовые выходы . Однако замена ΔG для образования продукта (во время солнечного реформинга) на ΔG использования продукта (|ΔG _{использование} |; например, сжигание полученного водородного топлива) может дать лучшее представление об эффективности процесса. ^[1]

${\displaystyle \eta _{\mathrm {STF} }={\frac {\mathrm {r} _{\mathrm {SR} }\left(\mathrm {mol} \cdot \mathrm {s} ^{-1}\right)\times \Delta \mathrm {G} _{\mathrm {SR} }\left(\mathrm {J} \cdot \mathrm {mol} ^{-1}\right)}{\mathrm {P} _{\text{total }}\left(\mathrm {W} \cdot \mathrm {m} ^{-2}\right)\times \mathrm {A} \left(\mathrm {m} ^{2}\right)}}}$

Поскольку солнечное реформирование в значительной степени зависит от светособирателя и его площади сбора фотонов , более технологически значимым показателем является площадная скорость производства (r _{ареальная} ), как показано, где «n» — моли образовавшегося продукта, «A» — площадь облучения солнечным светом, а «t» — время. ^[1]

${\displaystyle \mathrm {r} _{\text{areal}}={\frac {\mathrm {n} _{\text{product}}(\mathrm {mol} )}{\mathrm {A} \left(\mathrm {m} ^{2}\right)\times \mathrm {t} (\mathrm {h} )}}}$

Хотя r _areal является более последовательной метрикой для солнечного реформинга, она не учитывает некоторые ключевые параметры, такие как тип используемых отходов, затраты на предварительную обработку, стоимость продукта, масштабирование, другие затраты на процесс и разделение, переменные развертывания и т. д. ^[1] Поэтому более адаптируемой и надежной метрикой является скорость создания солнечной стоимости ( r _STV ), которая может охватывать все эти факторы и обеспечивать более целостную и практичную картину с экономической или коммерческой точки зрения. ^[1] Упрощенное уравнение для r _STV показано ниже, где C _i и C _k являются затратами на продукт 'i' и субстрат 'k' соответственно. C _p является затратами на предварительную обработку для отработанного субстрата 'k', а n _i и n _k являются количествами (в молях) образовавшегося продукта 'i' и потребленного субстрата 'k' во время солнечного реформинга соответственно. Обратите внимание, что метрика является адаптируемой и может быть расширена для включения других соответствующих параметров по мере необходимости. ^[1]

${\displaystyle r_{\mathrm {STV} }={\frac {{\textstyle \sum _{i=1}^{M}\displaystyle C_{i}(\$mol^{-1})\times n_{i}(mol)}-{\textstyle \sum _{k=1}^{N}\displaystyle {\bigl (}C_{k}+C_{p}{\bigr )}(\$mol^{-1})\times n_{k}(mol)}}{A(m^{2})\times t(h)}}{}}$

Категоризация и конфигурации

Солнечный риформинг зависит от свойств поглотителя света и задействованных катализаторов, а также их выбора, отбора и интеграции для получения максимальной ценности. Проектирование и внедрение технологий солнечного риформинга диктует эффективность, масштаб и целевые субстраты/продукты. В этом контексте солнечный риформинг (точнее, солнечный каталитический риформинг) можно разделить на три архитектуры: ^[1]

• Фотокаталитический (ПК) риформинг - ПК риформинг представляет собой однореакторный процесс, включающий гомогенные или гетерогенные суспензии фотокатализаторов (или иммобилизованные фотокатализаторы на листах ^{[10] [24] [23]} или плавающие материалы ^[25] для легкого восстановления), которые под воздействием солнечного света генерируют носители заряда ( электронно-дырочные пары ) для катализа окислительно-восстановительных реакций (системы фотореформинга на основе УФ или ближнего УФ-излучения обычно также попадают под ПК риформинг). Несмотря на низкую стоимость и простоту ПК риформинга, существуют основные недостатки этого подхода, которые включают низкие скорости образования продукта, плохую селективность продуктов окисления или переокисление с высвобождением CO2 _, сложную оптимизацию катализатора/процесса и жесткие условия предварительной обработки. ^{[15] [26] [27]}
• Фотоэлектрохимический (PEC) риформинг - PEC риформинг включает использование систем/сборок PEC, которые состоят из отдельных (фото)электродов, обычно соединенных с помощью провода и погруженных в раствор ( электролит ). ^{[18] [19]} Фотоэлектрод состоит из поглотителя света и дополнительных слоев переноса заряда и катализатора для облегчения окислительно-восстановительных процессов. В то время как обычные системы PEC обычно требуют смещения или входного напряжения в дополнение к энергии, полученной от падающего светового облучения, PEC риформинг в идеале работает с одним поглотителем света без какого-либо внешнего смещения или напряжения (то есть полностью управляется солнечным светом). ^{[18] [1]} PEC риформинг уже может производить чистое топливо и ценные химикаты с высокой селективностью и достигать производительности, которая на 2-4 порядка выше, чем в обычных процессах PC. ^{[18] [19]} Пространственное разделение между окислительно-восстановительными процессами, предлагаемое системами PEC, обеспечивает гибкость в скрининге и интеграции поглотителей света и катализаторов, а также лучшее разделение продуктов. ^[19] Они также могут извлечь выгоду из лучшего спектрального использования, например, используя солнечные концентраторы или термоэлектрические модули для сбора тепла, тем самым улучшая кинетику реакции и производительность. ^[28] Универсальность и высокая производительность этих новых PEC-устройств, таким образом, имеет широкую сферу дальнейшей эксплуатации и исследований.
• Реформинг PV-EC и расширение до систем «электрореформинга» — Реформинг PV-EC относится к использованию электроэнергии, вырабатываемой фотоэлектрическими панелями (и, следовательно, приводимой в действие солнечным светом), для запуска электрохимических ( электролизных ) реакций для реформинга отходов. ^[29] Концепция реформинга PV-EC может быть дополнительно расширена до «электрореформинга», где возобновляемая электроэнергия из источников, отличных от солнца (например, ветер, гидро, ядерная энергия и т. д.), используется для питания электрохимических реакций, достигая ценного топлива и химического производства из исходного сырья для отходов. В то время как традиционно большинство электролизеров, включая коммерческие, фокусируются на расщеплении воды для получения водорода, появились новые электрохимические системы, катализаторы и концепции, которые начали изучать субстраты отходов для использования в качестве устойчивого сырья. ^{[10] [30] [31] [32] [33]}

Введение в «Фотонную экономику»

Важной концепцией, введенной в контексте солнечного реформинга, является «фотонная экономика», которая, как определено Бхаттачарджи, Линли и Рейснером, представляет собой максимальное использование всех падающих фотонов для максимизации образования продукта и создания стоимости. ^[1] Идеальный процесс солнечного реформинга — это тот, в котором поглотитель света может поглощать падающие фотоны УФ- и видимого света с максимальным квантовым выходом , генерируя высокую концентрацию носителей заряда для управления окислительно-восстановительными полуреакциями с максимальной скоростью. С другой стороны, остаточные, непоглощенные низкоэнергетические ИК- фотоны могут использоваться для усиления кинетики реакции, предварительной обработки отходов или других средств создания стоимости (например, опреснения ^[34] и т. д.). Поэтому поощряется надлежащее управление светом и температурой с помощью различных средств (таких как использование солнечных концентраторов, термоэлектрических модулей и т. д.), чтобы иметь как атомно-экономичный , так и фотонно-экономичный подход для извлечения максимальной стоимости из процессов солнечного реформинга.

Прием и СМИ

Технологические достижения в области солнечного реформинга привлекли широкий интерес в последние годы. Работы ученых из Кембриджа по реформингу ПК из сырой лигноцеллюлозной биомассы или предварительно обработанных полиэфирных пластиков для производства водорода и органических веществ привлекли внимание нескольких заинтересованных сторон. ^{[35] [36] [37]} Недавний технологический прорыв, приведший к разработке высокопроизводительных реакторов на солнечных батареях (реформинг ПЭК) для одновременной переработки парниковых газов CO2 _и пластиковых отходов в устойчивые продукты, получил широкое признание и был освещен в нескольких известных национальных и международных СМИ. ^{[38] [39] [40] [41 ] [42] [43 ] [44 ] [45] [ 46] [47] [48] [49] [50] [51] [52]} Процессы солнечного реформирования, изначально разработанные в Кембридже, были также выбраны газетой Sunday Times (издание за апрель 2020 г.) как «одна из одиннадцати великих идей британских университетов, которые могут изменить мир» ^[53] и были представлены в речи премьер-министра Великобритании о Net Zero: « Или об исследователях Кембриджа, которые открыли новый способ превращения солнечного света в топливо » ^[54] (что указывает на солнечное реформирование, которое было основным подразделом более широкой исследовательской деятельности в Кембридже).

Перспективы и будущие возможности

Солнечный риформинг в настоящее время находится в стадии разработки, и масштабируемое развертывание конкретной технологии солнечного риформинга (PC, PEC или PV-EC) будет зависеть от множества факторов. Эти факторы включают место развертывания и изменчивость/прерывистость солнечного света, характеристики выбранного потока отходов, жизнеспособные методы предварительной обработки, целевые продукты, природу катализаторов и их срок службы, требования к хранению топлива/химикатов, землепользование по сравнению с открытыми водными источниками, капитальные и эксплуатационные затраты, производство и темпы создания стоимости от солнечной энергии, а также государственную политику и стимулы и т. д. ^[1] Солнечный риформинг может не ограничиваться только обсуждаемыми традиционными химическими путями и может также включать другие соответствующие промышленные процессы, такие как органические преобразования под действием света, проточная фотохимия, интеграция с промышленным электролизом и т. д. ^[1] Продукты традиционного солнечного риформинга, такие как зеленый водород или другие платформенные химикаты, имеют широкую цепочку создания стоимости. Теперь также понятно, что устойчивые технологии производства топлива/химикатов будущего будут опираться на биомассу, пластик и CO2 _в качестве основного углеродного сырья для замены ископаемого топлива . ^[55] Таким образом, поскольку солнечного света много и он является самым дешевым источником энергии, реформирование солнечной энергетики имеет все шансы способствовать декарбонизации и облегчить переход от линейной к круговой экономике в ближайшие десятилетия. ^[1]

Смотрите также

• Искусственный фотосинтез
• Круговая экономика
• Конференция сторон
• Электрохимическое восстановление углекислого газа
• Электрохимия
• Водородная экономика
• Чистые нулевые выбросы
• Фотокатализ
• Фотоэлектрохимия
• Солнечное топливо

Ссылки

1. Бхаттачарджи, Субхаджит; Линли, Стюарт; Рейснер, Эрвин (2024-01-30). «Солнечный реформинг как новая технология для циклической химической промышленности». Nature Reviews Chemistry . 8 (2): 87–105. doi :10.1038/s41570-023-00567-x. ISSN  2397-3358. PMID  38291132. S2CID  267332161.
2. Каваи, Томодзи; Саката, Тадаёси (1980-07-31). «Преобразование углеводов в водородное топливо с помощью фотокаталитического процесса». Nature . 286 (5772): 474–476. Bibcode :1980Natur.286..474K. doi :10.1038/286474a0. ISSN  1476-4687. S2CID  4356641.
3. Каваи, Томодзи; Саката, Тадаёси (январь 1981 г.). «Фотокаталитическое получение водорода из воды путем разложения поливинилхлорида, белка, водорослей, мертвых насекомых и экскрементов». Chemistry Letters . 10 (1): 81–84. doi :10.1246/cl.1981.81. ISSN  0366-7022.
4. Wakerley, David W.; Kuehnel, Moritz F.; Orchard, Katherine L.; Ly, Khoa H.; Rosser, Timothy E.; Reisner, Erwin (2017-03-13). "Реформинг лигноцеллюлозы в H2 с помощью солнечной энергии с фотокатализатором CdS/CdOx". Nature Energy . 2 (4): 1–9. doi :10.1038/nenergy.2017.21. ISSN  2058-7546. S2CID  100128646.
5. Касап, Хатис; Ахиллеос, Деметра С.; Хуан, Айлун; Рейснер, Эрвин (19.09.2018). «Фотореформирование лигноцеллюлозы в H2 с использованием наноинженерного нитрида углерода в благоприятных условиях». Журнал Американского химического общества . 140 (37): 11604–11607. doi :10.1021/jacs.8b07853. ISSN  0002-7863. PMID  30153420. S2CID  52111870.
6. Uekert, Taylor; Kasap, Hatice; Reisner, Erwin (2019-09-25). «Фотореформирование неперерабатываемых пластиковых отходов на катализаторе из нитрида углерода/фосфида никеля». Журнал Американского химического общества . 141 (38): 15201–15210. doi :10.1021/jacs.9b06872. ISSN  0002-7863. PMC 7007225. PMID 31462034  . 
7. Ван, Цзю; Кумар, Паван; Чжао, Хэн; Кибрия, Мд Голам; Ху, Цзингуан (2021). «Полимерные фотокатализаторы на основе нитрида углерода для фотореформирования производных биомассы». Green Chemistry . 23 (19): 7435–7457. doi :10.1039/D1GC02307A. ISSN  1463-9262. S2CID  238644248.
8. У, Синьсин; Чжао, Хэн; Хан, Мохд Аднан; Майти, Партха; Аль-Аттас, Тарек; Лартер, Стивен; Йонг, Цян; Мохаммед, Омар Ф.; Кибрия, Мд Голам; Ху, Цзингуан (19.10.2020). «Фотоочистка биомассы на основе солнечного света для совместного производства устойчивого водорода и биохимических веществ с добавленной стоимостью». ACS Sustainable Chemistry & Engineering . 8 (41): 15772–15781. doi :10.1021/acssuschemeng.0c06282. ISSN  2168-0485. S2CID  225149072.
9. Рао, Чэн; Сье, Маолян; Лю, Сицун; Чэнь, Руньлинь; Су, Ханг; Чжоу, Лань; Пан, Юйся; Лу, Хунмин; Цю, Сюэцин (2021-09-22). «Реформирование лигноцеллюлозы в H2 с помощью внутреннего монослоя нитрида углерода под действием видимого света». ACS Applied Materials & Interfaces . 13 (37): 44243–44253. doi :10.1021/acsami.1c10842. ISSN  1944-8244. PMID  34499461. S2CID  237472526.
10. Pichler, Christian M.; Bhattacharjee, Subhajit; Rahaman, Motiar; Uekert, Taylor; Reisner, Erwin (2021-08-06). «Преобразование отходов полиэтилена в газообразные углеводороды с помощью интегрированных тандемных химико-фото/электрокаталитических процессов». ACS Catalysis . 11 (15): 9159–9167. doi :10.1021/acscatal.1c02133. ISSN  2155-5435. PMC 8353629 . PMID  34386271. 
11. Гуань, Лицзян; Чэн, Гуан; Тан, Бьен; Цзинь, Шанбинь (2021). «Ковалентные триазиновые каркасы, сконструированные с помощью бензилгалогенидных мономеров, демонстрирующих высокую фотокаталитическую активность в реформинге биомассы». Chemical Communications . 57 (42): 5147–5150. doi :10.1039/D1CC01102B. ISSN  1359-7345. PMID  33899846. S2CID  233400735.
12. Нгуен, Ван-Кан; Нимбалкар, Дипак Б.; Нам, Ле Д.; Ли, Ю-Ланг; Тенг, Хсишэн (2021-05-07). «Фотокаталитическое риформинг целлюлозы для производства H2 и формиата с использованием катализаторов на основе оксида графена». ACS Catalysis . 11 (9): 4955–4967. doi :10.1021/acscatal.1c00217. ISSN  2155-5435. S2CID  233564941.
13. Cao, Bingqian; Wan, Shipeng; Wang, Yanan; Guo, Haiwei; Ou, Man; Zhong, Qin (2022-01-01). «Высокоэффективное фотокаталитическое выделение H2 под действием видимого света, интегрированное с микропластиковой деградацией на фотокатализаторе MXene/ZnxCd1-xS». Journal of Colloid and Interface Science . 605 : 311–319. doi :10.1016/j.jcis.2021.07.113. ISSN  0021-9797. PMID  34332406.
14. Нагакава, Харуки; Нагата, Морио (2021-12-02). "Высокоэффективное производство водорода при фотореформинге лигноцеллюлозной биомассы, катализируемом Cu,In-легированным ZnS, полученным из ZIF-8". Advanced Materials Interfaces . 9 (2). doi :10.1002/admi.202101581. ISSN  2196-7350. S2CID  244880250.
15. Uekert, Taylor; Pichler, Christian M.; Schubert, Teresa; Reisner, Erwin (2020-11-30). «Реформирование твердых отходов с использованием солнечной энергии для устойчивого будущего». Nature Sustainability . 4 (5): 383–391. Bibcode : 2020NatSu...4..383U. doi : 10.1038/s41893-020-00650-x. ISSN  2398-9629. S2CID  227236618.
16. Bhattacharjee, Subhajit; Guo, Chengzhi; Lam, Erwin; Holstein, Josephin M.; Rangel Pereira, Mariana; Pichler, Christian M.; Pornrungroj, Chanon; Rahaman, Motiar; Uekert, Taylor; Hollfelder, Florian; Reisner, Erwin (2023-09-20). "Хемоэнзиматическое фотореформирование: устойчивый подход к производству солнечного топлива из пластикового сырья". Журнал Американского химического общества . 145 (37): 20355–20364. doi :10.1021/jacs.3c05486. ISSN  0002-7863. PMC 10515630. PMID 37671930  . 
17. Цзяо, Синчэнь; Чжэн, Кай; Чен, Цинся; Ли, Сяодун; Ли, Ямин; Шао, Вэйвэй; Сюй, Цзяци; Чжу, Цзюньфа; Пан, Ян; Сунь, Юнфу; Се, И (сентябрь 2020 г.). «Фотокаталитическая конверсия пластиковых отходов в топливо C 2 в моделируемых условиях природной среды». Angewandte Chemie, международное издание . 59 (36): 15497–15501. дои : 10.1002/anie.201915766. ISSN  1433-7851. PMID  32003512. S2CID  210983540.
18. Bhattacharjee, Subhajit; Andrei, Virgil; Pornrungroj, Chanon; Rahaman, Motiar; Pichler, Christian M.; Reisner, Erwin (2021-10-27). "Реформирование растворимой биомассы и отходов, полученных из пластика, с использованием фотоэлектрохимического устройства Cu 30 Pd 70 |Perovskite|Pt без смещения". Advanced Functional Materials . 32 (7). doi : 10.1002/adfm.202109313 . ISSN  1616-301X.
19. Бхаттачарджи, Субхаджит; Рахаман, Мотиар; Андрей, Вергилий; Миллер, Мелани; Родригес-Хименес, Сантьяго; Лам, Эрвин; Порнрунгрой, Шанон; Райснер, Эрвин (9 января 2023 г.). «Фотоэлектрохимическая конверсия CO2 в топливо с одновременным риформингом пластмасс». Синтез природы . 2 (2): 182–192. дои : 10.1038/s44160-022-00196-0. ISSN  2731-0582. S2CID  255686581.
20. Кар, Саян; Рахаман, Мотиар; Андрей, Вергилий; Бхаттачарджи, Субхаджит; Рой, Сувик; Райснер, Эрвин (19 июля 2023 г.). «Комплексное улавливание и утилизация CO2 из дымовых газов и воздуха с помощью солнечной энергии». Джоуль . 7 (7): 1496–1514. дои : 10.1016/j.joule.2023.05.022. ISSN  2542-4351.
21. Чой, Юрий; Мехротра, Рашми; Ли, Сан-Хак; Нгуен, Транг Ву Тьен; Ли, Инхуи; Ким, Джиёнг; Ян, Хва-Ён; О, Хёнмёнг; Ким, Хёнву; Ли, Джэ-Вон; Ким, Ён Хван; Джанг, Сунг-Ён; Джанг, Джи-Вук; Рю, Джунгки (2022-10-03). "Без смещения солнечное производство водорода при 19,8 мА см−2 с использованием перовскитного фотокатода и лигноцеллюлозной биомассы". Nature Communications . 13 (1): 5709. doi :10.1038/s41467-022-33435-1. ISSN  2041-1723. PMC 9529942 . PMID  36192405. 
22. Пан, Юян; Чжан, Хуэйянь; Чжан, Боуэн; Гонг, Фэн; Фэн, Цзянюн; Хуан, Хуэйтин; Ванька, Шринивас; Фан, Ронглей; Цао, Ци; Шен, Мингронг; Ли, Чжаошэн; Цзоу, Чжиган; Сяо, Руй; Чу, Шэн (23 февраля 2023 г.). «Возобновляемый формиат из солнечного света, биомассы и углекислого газа в фотоэлектрохимической ячейке». Природные коммуникации . 14 (1): 1013. Бибкод : 2023NatCo..14.1013P. дои : 10.1038/s41467-023-36726-3. ISSN  2041-1723. ПМЦ 9950059 . ПМИД  36823177. 
23. Андрей, Вирджил; Ван, Цянь; Уекерт, Тейлор; Бхаттачарджи, Субхаджит; Рейснер, Эрвин (2022-12-06). «Технологии солнечных панелей для преобразования света в химию». Accounts of Chemical Research . 55 (23): 3376–3386. doi :10.1021/acs.accounts.2c00477. ISSN  0001-4842. PMC 9730848. PMID 36395337  . 
24. Uekert, Taylor; Bajada, Mark A.; Schubert, Teresa; Pichler, Christian M.; Reisner, Erwin (2021-10-05). «Масштабируемые фотокаталитические панели для фотореформирования пластика, биомассы и смешанных отходов в потоке». ChemSusChem . 14 (19): 4190–4197. Bibcode : 2021ChSCh..14.4190U. doi : 10.1002/cssc.202002580. ISSN  1864-5631. PMID  33156562. S2CID  226271147.
25. Линли, Стюарт; Рейснер, Эрвин (2023-05-12). «Плавающие углеродно-нитридные композиты для практического солнечного реформинга предварительно обработанных отходов в водородный газ». Advanced Science . 10 (21): e2207314. doi :10.1002/advs.202207314. ISSN  2198-3844. PMC 10375181 . PMID  37171802. 
26. Djurišić, Aleksandra B.; He, Yanling; Ng, Alan MC (2020-03-01). "Фотокатализаторы видимого света: перспективы и проблемы". APL Materials . 8 (3): 030903. Bibcode : 2020APLM....8c0903D. doi : 10.1063/1.5140497 . ISSN  2166-532X.
27. Коу, Цзяхуэй; Лу, Чуньхуа; Ван, Цзянь; Чэнь, Юкай; Сюй, Чжунцзы; Варма, Раджендер С. (2017-02-08). «Повышение селективности в гетерогенных фотокаталитических превращениях». Chemical Reviews . 117 (3): 1445–1514. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00396 . ISSN  0009-2665. PMID  28093903.
28. Ван, Цянь; Порнрунгрой, Чанон; Линли, Стюарт; Рейснер, Эрвин (19.11.2021). «Стратегии улучшения использования света при синтезе солнечного топлива». Nature Energy . 7 (1): 13–24. doi :10.1038/s41560-021-00919-1. ISSN  2058-7546. S2CID  256726357.
29. Якобссон, Т. Йеспер; Фьельстрём, Виктор; Эдофф, Марика; Эдвинссон, Томас (19.06.2014). «Устойчивое производство солнечного водорода: от фотоэлектрохимических ячеек до фотоэлектролизеров и обратно». Энергетика и наука об окружающей среде . 7 (7): 2056–2070. doi :10.1039/C4EE00754A. ISSN  1754-5706.
30. Чжоу, Хуа; Рен, Юэ; Ли, Чжэньхуа; Сюй, Мин; Ван, Е; Ге, Жуйсян; Конг, Сянгуй; Чжэн, Лижун; Дуань, Хаохун (17 августа 2021 г.). «Электрокаталитическая переработка полиэтилентерефталата в товарные химикаты и топливо H2». Природные коммуникации . 12 (1): 4679. doi : 10.1038/s41467-021-25048-x. ISSN  2041-1723. ПМЦ 8371182 . ПМИД  34404779. 
31. Ван, Цзяньин; Ли, Синь; Ван, Маолинь; Чжан, Тин; Чай, Синьюй; Лу, Цзюньлинь; Ван, Тяньфу; Чжао, Исинь; Ма, Дин (2022-06-03). «Электрокаталитическая валоризация полиэтилентерефталатного пластика и CO2 для одновременного производства муравьиной кислоты». ACS Catalysis . 12 (11): 6722–6728. doi :10.1021/acscatal.2c01128. ISSN  2155-5435. S2CID  249026599.
32. Чжао, Ху; Лу, Дэн; Ван, Цзяруй; Ту, Вэньгуан; Ву, Дэн; Кох, См. Ви; Гао, Пинци; Сюй, Чжичуань Дж.; Дэн, Сили; Чжоу, Ян; Ты, Бо; Ли, Хун (31 марта 2021 г.). «Электрореформинг сырой биомассы в сочетании с производством зеленого водорода». Природные коммуникации . 12 (1): 2008. doi : 10.1038/s41467-021-22250-9. ISSN  2041-1723. ПМК 8012647 . ПМИД  33790295. 
33. Пихлер, Кристиан М.; Бхаттачарджи, Субхаджит; Лам, Эрвин; Су, Лин; Коллауто, Альберто; Росслер, Макси М.; Кобб, Сэмюэл Дж.; Бадиани, Вивек М.; Рахаман, Мотиар; Райснер, Эрвин (04 ноября 2022 г.). «Биоэлектрокаталитическая конверсия пищевых отходов в этилен с помощью янтарной кислоты в качестве центрального промежуточного продукта». АКС-катализ . 12 (21): 13360–13371. doi : 10.1021/acscatal.2c02689. ISSN  2155-5435. ПМЦ 9638992 . ПМИД  36366764. 
34. Pornrungroj, Chanon; Mohamad Annuar, Ariffin Bin; Wang, Qian; Rahaman, Motiar; Bhattacharjee, Subhajit; Andrei, Virgil; Reisner, Erwin (2023-11-13). «Гибридные фототермально-фотокаталитические листы для солнечно-управляемого общего расщепления воды в сочетании с очисткой воды». Nature Water . 1 (11): 952–960. doi : 10.1038/s44221-023-00139-9 . ISSN  2731-6084.
35. "Ученые используют солнечную энергию для производства чистого водорода из биомассы". Bio Fuel Daily . Получено 2024-02-13 .
36. "Covid: СИЗ "могут быть переработаны" с помощью солнечного света". 2020-12-22 . Получено 2024-02-13 .
37. "Ученые используют солнечную энергию для производства чистого водорода из биомассы". EurekAlert! . Получено 2024-02-13 .
38. «Могут ли пластиковые отходы стать полезным источником топлива?». BBC . 2023-03-14 . Получено 2024-02-13 .
39. Тейл, Мишель (2023-01-23). ​​«Ученые нашли способ преобразовывать пластик и CO2 в устойчивое топливо с использованием солнечной энергии». The Big Issue . Получено 2024-02-13 .
40. "Пластиковые отходы и CO2 преобразуются в водород и сырье для химикатов с использованием солнечного света". Chemistry World . Получено 2024-02-13 .
41. "Солнечный реактор преобразует CO2 и пластиковые отходы в полезные продукты". Новый Атлас . 2023-01-10 . Получено 2024-02-13 .
42. «Система на солнечных батареях преобразует пластик и парниковые газы в устойчивое топливо». Кембриджский университет . 2023-01-09 . Получено 2024-02-13 .
43. "Система на солнечной энергии преобразует пластик и парниковые газы в устойчивое топливо". ScienceDaily . Получено 2024-02-13 .
44. "Машина на солнечных батареях превращает CO2 и пластиковые отходы в ценное топливо". Futurism . 12 января 2023 г. Получено 13 февраля 2024 г.
45. "Преобразование пластика и парниковых газов в устойчивую энергию | Технологии". Labroots . Получено 2024-02-13 .
46. محمود, عبد الحكيم. "Название было сделано в честь Бранденбурга в Колумбийском университете в Колумбийском университете. الحراري وقود مستدام". الجزيرة نت (на арабском языке) . Получено 13.02.2024 .
47. Патель, Прачи (2023-01-12). "Реактор на солнечной энергии преобразует пластик и CO2 в топливо" . Получено 2024-02-13 .
48. "ПРОРЫВ! Индийские исследователи из Кембриджского университета предлагают решение проблемы глобального потепления и загрязнения пластиком". TimesNow . 2023-01-24 . Получено 2024-02-13 .
49. Видео | Важность решения крупнейших экологических проблем с помощью исследований и технологий , получено 13 февраля 2024 г.
50. Бхатия, Аниша (2023-03-17). «Два индийских ученых о важности решения крупнейших экологических проблем с помощью исследований и технологий». NDTV-Dettol Banega Swasth Swachh India . Получено 2024-02-13 .
51. «Ученые используют «чудо-материал» для преобразования пластиковых отходов в устойчивое топливо». The Independent . 2023-01-09 . Получено 2024-02-13 .
52. «В прорыве два индийских ученых предлагают ответы на эти глобальные вопросы». NDTV.com . Получено 2024-02-13 .
53. Форстер, Рози Кинчен и Кэтрин (13.02.2024). «Причины быть веселым: 11 великих идей от британских университетов, которые могут изменить мир». The Times . ISSN  0140-0460 . Получено 13.02.2024 .
54. "Выступление премьер-министра о Net Zero: 20 сентября 2023 г.". GOV.UK . 2023-09-20 . Получено 2024-02-13 .
55. "Roadmap Chemie 2050". VCI Online (на немецком языке). 2019-10-09 . Получено 2024-02-13 .