将二氧化碳（CO2）转化为可用燃料一方面可以提供可持续的能源，另一方面又可以减少大气中的二氧化碳，可谓一举两得。现在，来自韩国大邱庆北科学技术院（DGIST）的研究人员开发了一种基于二氧化钛（TiO2）的光活性催化剂，可以工业化地利用二氧化碳来制备所需的燃料（Sorcar等人将这一科研成果发表在了《Materials Today》杂志上。
大邱庆北科学技术院的Su-Il In解释说：“我们开发的这种基于二氧化钛（TiO2）的光催化剂，能够将二氧化碳有效地转化为甲烷。我们科研的主要动机是：合理利用大气中过量的二氧化碳，并将其转化为可用的燃料。”
光催化剂由蓝色二氧化钛的纳米颗粒组成，通过在低温（350℃）下将TiO2暴露于NaBH4中半小时即可制造而成。这个工艺是对先前方法的重大改进，因为它不需要在高温等苛刻的条件下便能生成二氧化钛纳米粒子。
当用铂纳米颗粒敏化时，光催化剂促进光激活的二氧化碳转化成甲烷（CH4）。该转换效率很高，可达到12.4％的量子产率，研究人员认为这是光催化二氧化碳减排的新记录。
产量的提高取决于在制造过程中产生的表面结构的变化。二氧化钛纳米粒子是一种具有较宽带隙的半导体，这就限制了其对太阳光的吸收。但是通过在二氧化钛纳米颗粒中引入缺陷，通过还原过程可以对带隙进行改性，从而来改善催化剂的光吸收性能。
Su-Il In说：“通过添加少量的贵金属铂，光催化剂将CO2还原成甲烷的性能得到了明显的提高。
研究人员认为，这种还原过程会在纳米粒子的外面形成一个无序的壳层。随着Ti3 离子的存在，会使价带边缘向上移动，而导带向下移动以减小整体带隙的宽度。这就使得其对可见光部分的吸收得到了加强。
尽管TiO2光催化剂的还原效果很好，但是其稳定性仍是该应用所需的主要关注点。
“虽然合成的光催化剂在30小时内表现出稳定的性能，但现在我们仍然致力于进一步提高这种光催化剂的稳定性。
该团队还希望用更便宜的助催化剂来替代铂纳米粒子，以进一步降低成本，使光催化剂更具商业可行性。用其它助催化剂物质改性蓝色二氧化钛纳米颗粒也可以产生其它烃（例如乙烷）。
