Vista aérea de una ciudad contaminada con gases con el CO2.

Los científicos de la la Universidad de Ottawa encontraron una forma de transformar el dióxido de carbono (CO2), un conocido gas de efecto invernadero, en una forma de carbono sólida capaz de emitir luz.

En su artículo en la revista Optica explican el procedimiento y los componentes de su nuevo desarrollo. Además, destacan la posibilidad de que estos resulten útiles tanto para la lucha contra el calentamiento global como para otros campos de la ciencia.

Científicos buscan formas de transformar el CO2 para reducir su acumulación

El calentamiento global está estrechamente relacionado con el efecto invernadero, que ocurre como consecuencia de la acumulación de gases como el dióxido de carbono y el metano en la atmósfera.

Durante mucho tiempo, los esfuerzos de investigación global han abordado el desarrollo de tecnologías que permitan reducir las emisiones, o bien aprovecharlas para evitar su acumulación. Siguiendo esta dinámica, un trabajo reciente arrojó un método que permite transformar el CO2 en una forma de carbono sólida utilizando luz visible.

¿Qué pasaría al juntar CO2, una superficie de plata y un poco de luz verde?

Sin embargo, este proyecto en particular fue impulsado mayoritariamente por la curiosidad. Los investigadores reconocen que solo lo pusieron en marcha para determinar si se formaría algún producto y, de ser así, cuál o cuáles serían.

El equipo usó una técnica conocida como dispersión Raman, o efecto Raman, para sondear la reacción del CO2 sobre una superficie de plata nanoestructurada iluminada con luz verde en tiempo real y determinar qué productos arrojaría.

“Para nuestra sorpresa, observamos consistentemente firmas de carbono formándose en la superficie, así como brillantes y luz amarilla visible que emana de la muestra”, dijo Jaspreet Walia, becario postdoctoral en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la Universidad de Ottawa.

Los depósitos de carbono sólido que se formaron tras el experimento emitieron una luz amarilla intensa en el marco de un proceso conocido como fotoluminiscencia. De este modo, confirmaron no solo que la luz bajo estas condiciones puede transformar el CO2 en carbono sólido, sino que este producto también funciona como un emisor de luz.

¿Qué utilidad podría tener un método que convierte el CO2 en carbono sólido en presencia de luz?

En cuanto a su utilidad, los investigadores destacan los procesos catalíticos a escala industrial y metasuperficies emisoras de luz, como principales beneficiarios. Así también, el campo del desarrollo de transformaciones químicas impulsadas por la energía solar.

“Más específicamente, con respecto a la creación de carbono directamente a partir del gas CO2, nuestros hallazgos tendrán un impacto en la investigación que involucre reacciones asistidas por plasmón y yo esperaría la aparición de aplicaciones en las industrias del petróleo y el gas, donde las transformaciones catalíticas que involucran compuestos es un área de enfoque clave”.

Por otro lado, este método de transformación de carbono podría mejorar las posibilidades de una fotosíntesis artificial. Sus hallazgos podría servir de base para el control y la manipulación de la luz a nanoescala.

Y, por último, el color, es decir, la longitud de onda de la luz emitida por el carbono sólido derivado del CO2 expuesto a luz verde, podría ser muy sensible al medio ambiente. Esto la convierte en una opción atractiva para desarrollos relacionados con la detección de contaminantes en el entorno.

Referencia:

Reconfigurable carbon quantum emitters from CO2 gas reduced via surface plasmons. https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-5-708&id=451118

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