El uso de oro negro puede acercarnos un paso más a la lucha contra el cambio climático. Crédito:Real Sociedad de Química, Ciencia química
El calentamiento global es una seria amenaza para el planeta y los seres vivos. Una de las principales causas del calentamiento global es el aumento del CO atmosférico 2 nivel. La principal fuente de este CO 2 proviene de la quema de combustibles fósiles en nuestra vida diaria (electricidad, vehículos industria y muchos más).
Los investigadores de TIFR han desarrollado la síntesis en fase de solución de coloidosomas plasmónicos dendríticos (DPC) con diferentes distancias entre partículas entre las nanopartículas de oro (NP) utilizando un enfoque de crecimiento ciclo por ciclo optimizando el paso de nucleación-crecimiento. Estos DPC absorbieron toda la región visible y del infrarrojo cercano de la luz solar, debido al acoplamiento plasmónico entre partículas, así como a la heterogeneidad en los tamaños de Au NP, que transformó el material dorado en oro negro.
El (nano) oro negro pudo catalizar el CO 2 a metano (combustible) a presión y temperatura atmosféricas, utilizando energía solar. Los investigadores también observaron el efecto significativo de los hotspots plasmónicos en el rendimiento de estos DPC para la purificación de agua de mar en agua potable a través de la generación de vapor. Despliegue de proteínas asistido por salto de temperatura, oxidación del alcohol cinamílico utilizando oxígeno puro como oxidante, e hidrosililación de aldehídos.
Los resultados se atribuyeron a diferentes distancias entre partículas y tamaños de partículas en estos DPC. Los resultados indican los efectos sinérgicos de los puntos calientes térmicos y EM, así como los electrones calientes en el rendimiento de las DPC. Por lo tanto, Los catalizadores DPC se pueden utilizar eficazmente como fotocatalizadores ligeros Vis-NIR, y el diseño de nuevos nanocatalizadores plasmónicos para una amplia gama de otras reacciones químicas puede ser posible utilizando el concepto de acoplamiento plasmónico.
La termometría Raman y SERS (espectroscopía Raman mejorada en superficie) proporcionaron información sobre los puntos calientes térmicos y electromagnéticos y las temperaturas locales que se encontró que dependían del acoplamiento plasmónico entre partículas. La distribución espacial de los modos de plasmón de superficie localizados mediante el mapeo de plasmón de STEM-EELS confirmó el papel de las distancias entre partículas en la SPR (resonancia de plasmón de superficie) del material.
Por lo tanto, en este trabajo, utilizando las técnicas de la nanotecnología, los investigadores transformaron el oro metálico en oro negro, cambiando el tamaño y los espacios entre las nanopartículas de oro. Similar a los árboles, que usan CO 2 , la luz del sol y el agua para producir alimentos, el oro negro desarrollado actúa como un árbol artificial que utiliza CO 2 , luz solar y agua para producir combustible, que se puede utilizar para hacer funcionar nuestros coches. Notablemente, El oro negro también se puede utilizar para convertir el agua de mar en agua potable utilizando el calor que genera el oro negro después de captar la luz solar.
Este trabajo es un camino a seguir para desarrollar 'árboles artificiales' para capturar y convertir CO 2 al combustible y los productos químicos útiles. Aunque en esta etapa, la tasa de producción de combustible es baja, en los próximos años, estos desafíos pueden resolverse. Es posible que podamos convertir CO 2 para abastecer de combustible utilizando la luz solar en condiciones atmosféricas, a una escala comercialmente viable y CO 2 entonces puede convertirse en nuestra principal fuente de energía limpia.
