Araştırmacılar, karbondioksiti değerli yakıtlara dönüştürme konusunda çığır açan bir keşif gerçekleştirdi. Plazmonik katalizörlerle gerçekleştirilen bu süreçte, kullanılan ışığın dalga boyunun ürün seçiciliğini doğrudan kontrol ettiği ortaya çıktı.
Altın ve galyum nitrür kombinasyonundan oluşan fotokatot elektrotlar üzerinde yapılan deneylerde, farklı enerji seviyelerindeki fotonların tamamen farklı kimyasal reaksiyonları tetiklediği gözlemlendi. Mavi ve yeşil ışık aralığında (460-560 nanometre) elektron bantları arası geçişler aktive olurken, bu durum seçici olarak karbon monoksit üretimini destekliyor. Öte yandan kırmızı ve yakın kızılötesi ışık (640-800 nanometre) kullanıldığında, bantlar içi geçişler devreye giriyor ve hidrojen gazı oluşumu ön plana çıkıyor.
Bilim insanları, bu mekanizmayı anlamak için operando fotoelektrokimyasal mikroskopi tekniğini kullandı. Bu yöntem sayesinde reaksiyonları gerçek zamanlı olarak izleyebildiler. Deneylerde tüm dalga boylarında aynı miktarda güç emilimi sağlanarak, sıcaklık artışı gibi yan etkiler elimine edildi.
Yoğunluk fonksiyonel teorisi hesaplamaları, yüksek enerjili bantlar arası uyarımın, sıcak elektronların erişebildiği durumlar ile CO üreten reaksiyonlar arasındaki örtüşmeyi artırdığını gösterdi. Bu keşif, güneş enerjisiyle çalışan temiz yakıt üretim sistemlerinin geliştirilmesinde önemli bir adım teşkil ediyor.