Een team van onderzoekers van de Universiteit van Ottawa heeft een manier gevonden om zichtbaar licht te gebruiken om kooldioxidegas te transformeren, of CO ₂ , in vaste koolstofvormen die licht uitstralen. Deze ontwikkeling zorgt voor een nieuwe, energiezuinige CO ₂ reductietraject naar vaste koolstof dat gevolgen zal hebben op vele terreinen.

We spraken met hoofdauteur Dr. Jaspreet Walia, Postdoctoraal onderzoeker aan de School of Electrical Engineering and Computer Science aan de University of Ottawa, en onderzoeksleider Dr. Pierre Berini, uOttawa Distinguished Professor en University Research Chair in Surface Plasmon Photonics, meer leren.

Vertel ons over de ontdekking van uw team.

Pierre Berini:"We hebben koolstofdioxide verminderd, een broeikasgas, tot vaste koolstof op een nanogestructureerd zilveren oppervlak verlicht met groen licht, zonder dat er andere reagentia nodig zijn. Energetische elektronen die op het zilveren oppervlak worden geëxciteerd door groen lichtoverdracht naar koolstofdioxidemoleculen, dissociatie initiëren. De koolstofafzettingen bleken ook intens geel licht uit te zenden in een proces dat bekend staat als fotoluminescentie."

Hoe ben je tot deze conclusies gekomen?

Jaspreet Walia:"We gebruikten een techniek die bekend staat als Raman Scattering om de reactie in realtime te onderzoeken om te bepalen welke producten, indien van toepassing, waren aan het vormen. Tot onze verbazing, we observeerden consequent handtekeningen van koolstofvorming op het oppervlak, evenals helder en zichtbaar geel licht dat uit het monster komt."

Waarom is het belangrijk?

Pierre Berini:"Onlangs er is wereldwijd veel onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van technologieën die CO . kunnen transformeren ₂ zichtbaar licht gebruiken. Ons werk toont niet alleen aan dat dit mogelijk is, maar ook dat lichtgevende vaste koolstof kan worden gevormd."

Wat zijn de toepassingen van deze ontdekking in ons leven?

Jaspreet Walia:"Deze vaste route voor reagensloze CO ₂ reductie tot lichtemitterende vaste koolstof, aangedreven door zichtbaar licht, zal interessant zijn voor onderzoekers die betrokken zijn bij de ontwikkeling van door zonne-energie aangedreven chemische transformaties, katalytische processen op industriële schaal, en lichtemitterende meta-oppervlakken."

"Specifieker, met betrekking tot het creëren van koolstof rechtstreeks uit CO ₂ gas, onze bevindingen zullen een impact hebben op onderzoek met door plasmon geassisteerde reacties en ik zou de opkomst van toepassingen in de olie- en gasindustrie verwachten, waar katalytische transformaties met op koolstof gebaseerde verbindingen een belangrijk aandachtsgebied zijn."

"Volgende generatie reacties met CO ₂ en licht kan ook leiden tot andere nuttige resultaten, zoals het potentieel voor kunstmatige fotosynthese. Onze bevindingen kunnen worden gebruikt voor lichtregeling en manipulatie op nanoschaal, of de mogelijkheid om platte lichtbronnen te realiseren vanwege het lichtemitterende aspect van onze ontdekking. De nanogestructureerde koolstof zelf zou ook in katalyse kunnen worden gebruikt."

"Eindelijk, de golflengte (kleur) van het licht dat wordt uitgezonden door koolstofstippen op een zilveren oppervlak kan erg gevoelig zijn voor de lokale omgeving, waardoor het een aantrekkelijk detectieplatform wordt voor verontreinigende stoffen, bijvoorbeeld."

Is er iets dat je zou willen toevoegen?

Pierre Berini:"We hebben geleerd hoe we vaste koolstofafzettingen kunnen vormen die licht uitstralen "uit dikke lucht", in een doorbraak mogelijk gemaakt door licht-ondersteunde transformatie van CO ₂ gas aangedreven door energetische elektronen. Het project werd volledig gedreven door nieuwsgierigheid, zonder vaste verwachtingen over de resultaten, en profiteerde van nauwe samenwerking met afgestudeerde studenten Sabaa Rashid en Graham Killaire, evenals professoren Fabio Variola en Arnaud Weck."