Nova Molècula que pot Collir Energia de Tot l'Espectre Visible de Llum i Transformar-en Combustible d'Hidrogen

Espanyol

Científics van desenvolupar per primera vegada una sola molècula que pot absorbir energia de tot l'espectre visible de la llum, el que significa que pot atrapar més de 50% addicional d'energia que les cèl·lules solars actuals.

Addicionalment, pot actuar com a catalitzador per transformar l'energia solar en hidrogen, una alternativa neta d'energia per a usos com ara vehicles potenciats a gas.


La troballa, que es va publicar aquesta setmana a Química de la natura , Podria ajudar als humans a passar dels combustibles fòssils a les fonts d'energia que no contribueixen a l'canvi climàtic.

L'equip que va realitzar el descobriment va estar liderat per Claudia Turro, PhD, professora de química a la Universitat Estatal d'Ohio al Centre de Dinàmica Química i Biofísica.

'La idea és que podem usar fotons de el sol i transformar-los en hidrogen. Per fer-ho més simple, estem guardant energia solar i emmagatzemant-la en unions químiques per poder usar-la posteriorment, 'va dir Turro.

Els fotons són partícules elementals perquè el sol pugui crear energia. Els investigadors han demostrat, per primera vegada, que és possible recol·lectar energia de tot l'espectre visible de la llum solar, incloent la de baixa energia com l'infra-vermell, una part de l'espectre solar que abans era difícil de recol·lectar i transformar de manera eficient i ràpida en hidrogen. Hidrogen és un combustible net, el que significa que no produeix carboni o diòxid de carboni com rebuig després del seu ús.

'El que fa que funcioni és que és el sistema pot fer que la molècula estigui en un estat alterat, on absorbeix els fotons i pot emmagatzemar dos electrons per fer hidrogen,' va dir Turro. 'Aquest emmagatzematge dels dos electrons en una sola molècula es deriva dels dos fotons, i a l'usar-los en conjunt per fer hidrogen és una cosa sense precedents.'


David Monje / Unsplash

Convertir l'energia solar a, combustible, per a un acte per exemple, primer requereix un mecanisme de recollida d'aquesta energia Després aquesta energia és convertida en combustible. La conversió requereix alguna cosa conegut com a catalitzador, un accelerador de la reacció química, permetent la conversió d'energia solar en energia útil com l'hidrogen.

Intents previs de recol·lectar energia solar i convertir-la en hidrogen s'han centrat en les ones llargues d'energia com els raigs ultraviolats, per exemple.


Anteriorment també han depès dels catalitzadors provinents de dos o més molècules, que intercanvien electrons (energia) mentre fan combustible de l'energia solar. Però en aquest intercanvi es perd energia, fent que aquests sistemes multi-molècules menys eficients.

RELACIONAT: Investigadors Van desenvolupar una Nova Forma d'Produir Combustible d'Hidrogen que és segura, Barata i Ultra Eficient

Els pocs intents que depenen de catalitzadors d'una sola molècula també eren ineficients, va esmentar Turro. Part perquè no recol·lectaven energia de tot l'espectre visible de la llum solar i d'altra banda perquè els catalitzadors en si es degradaven ràpidament.

L'equip d'investigació de Turro va descobrir com fer un catalitzador d'una sola molècula - una forma de l'element rodio- el que significa que menys energia es perd. Addicionalment, ells van descobrir com recol·lectar energia de la freqüència infraroja i ultraviolada, és a dir l'espectre visible complet. El sistema que ha dissenyat aquest equip d'investigació és aproximadament 25 vegades més eficient amb llum de baixa ona prop de l'infraroig que els sistemes previs que usaven una sola molècula amb protons ultraviolada d'acord a l'estudi.


En aquest estudi, els investigadors van usar llum LED per brillar llum en la solució d'àcid que contenia la molècula activa. Quan ho van fer van trobar que es produïa hidrogen.

Abans que aquests descobriments es puguin traslladar a aplicacions a la vida real, s'ha de fer molt més encara, va dir Turro. El rodi és un metall rar i produir catalitzadors d'aquest compost té un alt cost. L'equip està treballant en fer que aquesta molècula produeixi hidrogen de durada més prolongada i en crear un catalitzador de materials més assequibles.

Reimprès de Universitat Estatal d'Ohio

Il·lumina la teva Comunitat amb Optimisme i Innovació a l'Compartir aquesta Bona Notícia ...
- Traduït a l'espanyol per Aletheia Jurat