Podnebne spremembe so znanstvenike spodbudile k iskanju možnih načinov za zmanjšanje emisij CO2 ali celo njihovo zajemanje iz ozračja. Katalitična redukcija CO2 v kemikalije z dodano vrednostjo je bila predstavljena kot izvedljiva strategija. Medtem ko so bile v središču pomembnih raziskovalnih prizadevanj termokatalitične poti pridobivanja CO, metanola, metana in višjih ogljikovodikov iz CO2, je fotokatalitska pretvorba nov pristop. Fotoaktivacija CO2 ima potencial bolj okolju prijaznega postopka, saj se lahko izvaja pri nižjih temperaturah in tlakih, kar zmanjša porabo energije. Nedavni pojav razpoložljive računske moči in orodij je omogočil preučevanje reakcije v siliciju za napovedovanje katalizatorjev in razjasnitev mehanizmov. V tem pregledu se tako osredotočimo na ab initio raziskave fotokatalitskega zmanjšanja CO2 in primerjavo s poskusi. Najpogosteje uporabljeni materiali so različno dopirani TiO2, g-C3N4 in perovskiti, ki imajo sami ugodne optične lastnosti. Njihovo učinkovitost večinoma urejajo pasovna vrzel, ločevanje naboja in prenos naboja. Njihove značilnosti je mogoče izboljšati, katalizatorje pa je mogoče prilagoditi za določeno uporabo z dopingom, vnašanjem napak (kot so prosta mesta kisika ali geometrijski učinki), kokatalizatorji ali uporabo katalizatorjev po shemi Z Večina teoretičnih študij se osredotoča na izračune prevodnega in valentnega pasu, pasovne reže in adsorpcijske energije. Nekatere študije poskušajo opisati reakcijski mehanizem. Nekaj ??študij presega hibridno-funkcionalni pristop DFT in poskuša eksplicitno modelirati učinek vzbujanja elektronov. Čeprav je teoretičen opis vzbujenih stanj mogoč z metodami post-DFT, ga še ni treba uporabiti za večji problem fotoredukcije CO2. Pregled zaključujemo s pogledom na to, kako lahko trenutno stanje tehnike uporabimo za izboljšanje obstoječih katalizatorjev.
COBISS.SI-ID: 42586371