Användning av svart guld kan ta oss ett steg närmare klimatförändringarna. Kredit:Royal Society of Chemistry, Kemivetenskap
Global uppvärmning är ett allvarligt hot mot planeten och levande varelser. En av huvudorsakerna till den globala uppvärmningen är ökningen av den atmosfäriska koldioxiden 2 nivå. Den huvudsakliga källan till denna CO 2 kommer från förbränning av fossila bränslen i våra dagliga liv (el, fordon, industri och många fler).
Forskare vid TIFR har utvecklat lösningsfassyntesen av dendritiska plasmoniska kolloidosomer (DPC) med varierande interpartikelavstånd mellan guldnanopartiklarna (NP) med hjälp av en cykel-för-cykel-tillväxtmetod genom att optimera kärnbildnings-tillväxtsteget. Dessa DPC:er absorberade hela det synliga och nära-infraröda området av solljus, på grund av interpartikelplasmonisk koppling såväl som heterogeniteten i Au NP-storlekarna, som förvandlade guldmaterial till svart guld.
Svart (nano)guld kunde katalysera CO 2 till metan (bränsle) vid atmosfärstryck och temperatur, använder solenergi. Forskare observerade också den betydande effekten av plasmoniska hotspots på prestandan hos dessa DPC:er för rening av havsvatten till dricksvatten via ånggenerering, temperaturhoppassisterad proteinutveckling, oxidation av cinnamylalkohol med rent syre som oxidant, och hydrosilylering av aldehyder.
Resultaten tillskrevs varierande avstånd mellan partiklar och partikelstorlekar i dessa DPC. Resultaten indikerar de synergistiska effekterna av EM och termiska hotspots samt heta elektroner på DPCs prestanda. Således, DPC-katalysatorer kan effektivt användas som Vis-NIR ljusfotokatalysatorer, och utformningen av nya plasmoniska nanokatalysatorer för ett brett spektrum av andra kemiska reaktioner kan vara möjlig med hjälp av konceptet plasmonisk koppling.
Raman-termometri och SERS (ytförstärkt Raman-spektroskopi) gav information om de termiska och elektromagnetiska hotspots och lokala temperaturer som visade sig vara beroende av den interpartikulära plasmoniska kopplingen. Den rumsliga fördelningen av de lokaliserade ytplasmonlägena genom STEM-EELS-plasmonkartläggning bekräftade rollen för interpartikelavstånden i materialets SPR (Surface Plasmon Resonance).
Således, i det här arbetet, genom att använda nanoteknikens tekniker, forskarna förvandlade metalliskt guld till svart guld, genom att ändra storleken och luckorna mellan guldnanopartiklar. I likhet med träd, som använder CO 2 , solljus och vatten för att producera mat, det utvecklade svarta guldet fungerar som ett konstgjort träd som använder CO 2 , solljus och vatten för att producera bränsle, som kan användas för att köra våra bilar. I synnerhet, svart guld kan också användas för att omvandla havsvatten till drickbart vatten med hjälp av värmen som svart guld genererar efter att det fångar solljus.
Detta arbete är en väg framåt för att utveckla "konstgjorda träd" för att fånga och omvandla CO 2 till bränsle och användbara kemikalier. Även om i detta skede, produktionshastigheten för bränsle är låg, under kommande år, dessa utmaningar kan lösas. Vi kanske kan konvertera CO 2 att bränsle med solljus i atmosfäriskt tillstånd, i kommersiellt gångbar skala och CO 2 kan då bli vår främsta källa till ren energi.
