Une équipe de chercheurs de l'Université d'Ottawa a trouvé un moyen d'utiliser la lumière visible pour transformer le dioxyde de carbone gazeux, ou CO 2 , en formes de carbone solide qui émettent de la lumière. Cette évolution crée une nouvelle, CO basse énergie 2 voie de réduction du carbone solide qui aura des implications dans de nombreux domaines.

Nous avons parlé à l'auteur principal, le Dr Jaspreet Walia, Boursier postdoctoral à l'École de génie électrique et informatique de l'Université d'Ottawa, et directeur de recherche Dr Pierre Berini, Professeur émérite de l'Université d'Ottawa et titulaire de la Chaire de recherche universitaire en photonique des plasmons de surface, pour apprendre plus.

Parlez-nous de la découverte de votre équipe.

Pierre Berini :« Nous avons réduit le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, au carbone solide sur une surface d'argent nanostructurée éclairée à la lumière verte, sans avoir besoin d'autres réactifs. Les électrons énergétiques excités à la surface de l'argent par transfert de lumière verte aux molécules de dioxyde de carbone, initier la dissociation. Les dépôts de carbone se sont également avérés émettre une lumière jaune intense dans un processus connu sous le nom de photoluminescence. »

Comment êtes-vous arrivé à ces conclusions ?

Jaspreet Walia :« Nous avons utilisé une technique connue sous le nom de diffusion Raman pour sonder la réaction en temps réel afin de déterminer quels produits, si seulement, se formaient. À notre surprise, nous avons constamment observé des signatures de carbone se formant à la surface, ainsi qu'une lumière jaune brillante et visible émanant de l'échantillon."

Pourquoi c'est important?

Pierre Berini :« Récemment, un effort de recherche mondial considérable a été consacré au développement de technologies capables de transformer le CO 2 en utilisant la lumière visible. Notre travail démontre non seulement que cela est possible, mais aussi que du carbone solide émettant de la lumière peut être formé."

Quelles sont les applications de cette découverte dans nos vies ?

Jaspreet Walia :« Cette voie fixe pour le CO sans réactif 2 réduction en carbone solide émetteur de lumière, entraîné par la lumière visible, intéressera les chercheurs impliqués dans le développement de transformations chimiques solaires, procédés catalytiques à l'échelle industrielle, et des métasurfaces émettant de la lumière."

"Plus précisement, en ce qui concerne la création de carbone directement à partir de CO 2 gaz, nos découvertes auront un impact sur la recherche impliquant des réactions assistées par plasmons et je m'attendrais à l'émergence d'applications dans les industries du pétrole et du gaz, où les transformations catalytiques impliquant des composés à base de carbone sont un domaine d'intérêt clé."

« Réactions de nouvelle génération impliquant le CO 2 et la lumière pourraient également conduire à d'autres résultats utiles, comme le potentiel de photosynthèse artificielle. Nos résultats pourraient être utilisés pour le contrôle et la manipulation de la lumière à l'échelle nanométrique, ou de réaliser éventuellement des sources lumineuses plates en raison de l'aspect électroluminescent de notre découverte. Le carbone nanostructuré lui-même pourrait également être utilisé en catalyse. »

"Finalement, la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise par les points de carbone sur une surface argentée pourrait être très sensible à l'environnement local, ce qui en fait une plate-forme de détection attrayante pour les polluants, par exemple."

Y a-t-il quelque chose que vous voudriez ajouter ?

Pierre Berini :« Nous avons appris à former des dépôts de carbone solide qui émettent de la lumière « à partir d'air épais », dans une percée permise par la transformation assistée par la lumière du CO 2 gaz entraîné par des électrons énergétiques. Le projet était entièrement motivé par la curiosité, sans attentes définies sur les résultats, et a bénéficié d'une étroite collaboration avec les étudiants diplômés Sabaa Rashid et Graham Killaire, ainsi que les professeurs Fabio Variola et Arnaud Weck."