W ramach Grupy Fotokatalizy badania skupiają się przede wszystkim na poznaniu procesów fotokatalitycznych w układach heterogenicznych, opracowywaniu nowych materiałów i poszukiwaniu nowych metod fotosensybilizacji . Wiodące tematy badawcze obejmują: (a) Otrzymywanie materiałów do fotokatalitycznej konwersji dwutlenku węgla do prostych paliw. W wyniku fotokatalitycznej redukcji dwutlenku węgla powstają proste związki stanowiące rezerwuar przekonwertowanej energii np. metanol, metan. Alternatywą dla takich reakcji jest wykorzystanie dwutlenku węgla w syntezie bardziej zaawansowanych produktów. Przykładem może być opracowana w naszym zespole fotokatalityczna karboksylacja, w której cząsteczka CO2 przyłącza się do innej cząsteczki organicznej tworząc kwas karboksylowy.(b) Fotokatalityczny lub fotoelektrokatalityczny rozkład wody na wodór i tlen. Fotokatalizatory mogą przeprowadzać proces konwersji zaabsorbowanej energii świetlnej w energię chemiczną magazynowaną w postaci wodoru, który traktowany jest jako paliwo przyszłości. Badania skupiają się tu głównie na otrzymywaniu materiałów składających się z kilku komponentów, których celem jest uczulenie na możliwie szeroki zakres widma światła słonecznego, oraz zwiększenie efektywności fotokatalizatora w porównaniu z prostymi materiałami jednoskładnikowymi. (c) Fotokataliza hetrogeniczna może być wkorzystana w procesach usuwania zanieczyszczeń powietrza, wody i powierzchni. W ramach prowadzonych badań opracowana została między innymi technologia fotokatalitycznej deodoryzacji powietrza w urządzeniach chłodniczych. (d) Od niedawna prowadzone są również prace nad wykorzystaniem fotokatalizy heterogenicznej do selektywnej transformacji związków organicznych jak np. redukcji nitrozwiązków aromatycznych do odpowiednich amin.
Duży nacisk kładziony jest przede wszystkim na dogłębne badania mechanizmów procesów fotokatalitycznych oraz szczegółową charakterystykę fotokatalizatorów, w tym szczególnie tych opartych o modyfikowany TiO2. Opracowano m.in. nowatorską metodę wyznaczania struktury elektronowej fotokatalizatorów, od której zależy ich reaktywność. Duże zainteresowanie w świecie naukowym wzbudziła również praca na temat poprawnego wyznaczania szerokości przerwy wzbronionej półprzewodników.
Przykładowe projekty badawcze:
“Powłoki fotokatalityczne i fotoelektrokatalityczne o gradientowo zmiennym składzie”
“Inżynieria granic międzyfazowych materiałów półprzewodników dla wysokoselektywnych transforamacji chemicznych indukowanych światłem”
“Redukcja dwutlenku węgla fotokatalizowana półprzewodnikami typu p”
„Badanie interakcji półprzewodników z uporządkowanymi strukturami metalo-organicznymi (MOF) i jej wpływu na procesy indukowane światłem”