Nova molekula može prikupiti energiju iz cijelog vidljivog spektra svjetlosti - a zatim je pretvoriti u vodikovo gorivo


Sve Vijesti

Znanstvenici su prvi put razvili jednu molekulu koja može apsorbirati energiju iz cijelog vidljivog spektra svjetlosti, što znači da može iskoristiti preko 50% više sunčeve energije nego što to mogu trenutne solarne stanice.

Uz to, može djelovati i kao katalizator za pretvaranje te solarne energije u vodik - čista alternativa gorivu za stvari poput vozila na plin.


Nalaz koji je objavljen ovog tjedna u Kemija prirode , mogao bi pomoći ljudima da prijeđu s fosilnih goriva na izvore energije koji ne doprinose klimatskim promjenama.

Istraživački tim vodila je Claudia Turro, profesorica kemije i direktorica Sveučilišnog centra za kemijsku i biofizičku dinamiku države Ohio.

PROVJERI: Uzbudljiva nova studija kaže da usjevi uspijevaju ispod solarnih panela - a paneli proizvode više energije

“Cijela ideja je da možemo koristiti fotone sa sunca i pretvoriti ga u vodik. Pojednostavljeno rečeno, štedimo energiju od sunčeve svjetlosti i pohranjujemo je u kemijske veze kako bi se kasnije mogla koristiti ”, rekao je Turro.

Fotoni su elementarne čestice sunčeve svjetlosti koje sadrže energiju. Istraživači su po prvi puta pokazali da je moguće sakupljati energiju iz cijelog vidljivog spektra sunčeve svjetlosti - uključujući niskoenergetski infracrveni zrak, dio sunčevog spektra koji je ranije bilo teško prikupiti - i transformirati ga, brzo i brzo učinkovito, u vodik. Vodik je čisto gorivo, što znači da ne proizvodi ugljik ili ugljični dioksid kao nusprodukt njegove uporabe.

'Ono što to čini jest da je sustav sposoban dovesti molekulu u pobuđeno stanje, gdje apsorbira foton i može pohraniti dva elektrona kako bi stvorio vodik', rekao je Turro. 'Ovo skladištenje dvaju elektrona u jednoj molekuli dobivenoj iz dva fotona i njihovo zajedničko korištenje za stvaranje vodika je bez presedana.'


David Monje / Unsplash

Pretvaranje energije sunca u, recimo, gorivo za automobil, prvo zahtijeva mehanizam za prikupljanje energije. Ta se energija tada mora pretvoriti u gorivo. Za pretvorbu je potrebno nešto što se naziva katalizator - stvar koja ubrzava kemijsku reakciju, omogućujući pretvorbu iz sunčeve energije u korisnu energiju poput vodika.

Većina prethodnih pokušaja prikupljanja sunčeve energije i pretvaranja u vodik bili su usredotočeni na valne duljine sunčeve svjetlosti više energije - na primjer, mislite na ultraljubičaste zrake.

Prethodni pokušaji također su se oslanjali na katalizatore koji su izgrađeni od dvije ili više molekula, koji izmjenjuju elektrone - energiju - dok gorivo proizvode od sunčeve energije. No, energija se gubi u razmjeni, čineći te sustave s više molekula manje učinkovitima.

IZGLED: Kamioni za smeće u Torontu uskoro će se napajati bioplinom iz samih ostataka hrane koje sakupljaju


Nekoliko pokušaja koji su se oslanjali na katalizator s jednom molekulom također su bili neučinkoviti, rekao je Turro, dijelom zato što nisu prikupljali energiju iz cijelog vidljivog spektra sunčeve svjetlosti, a dijelom i zato što su se sami katalizatori brzo razgradili.

Turrov istraživački tim smislio je kako napraviti katalizator od samo jedne molekule - oblika elementa rodija - što znači da se gubi manje energije, rekla je. Nadalje, smislili su kako prikupiti energiju od infracrvene do ultraljubičaste - cijeli vidljivi spektar. Prema istraživanju, sustav koji je ovaj istraživački tim dizajnirao gotovo je 25 puta učinkovitiji s blisko infracrvenom svjetlošću i niskoenergetskim svjetlom od prethodnih sustava s jednom molekulom koji rade s ultraljubičastim fotonima.

VIŠE: Prva potpuno punjiva baterija od ugljičnog dioksida sedam puta je učinkovitija od litij-ionske

U studiji su istraživači koristili LED diode za osvjetljavanje kiselinskih otopina koje sadrže aktivnu molekulu. Kad su to učinili, otkrili su da se proizvodi vodik.


Prije nego što nalaz istraživačkog tima može biti primijenjen u stvarne aplikacije, rekao je Turro, još treba puno posla učiniti. Rodij je rijedak metal i proizvodi se 10 vrhunskih kasina katalizatori od rodija su skupi. Tim radi na poboljšanju ove molekule za proizvodnju vodika tijekom duljeg vremenskog razdoblja i radi na izradi katalizatora od jeftinijih materijala.

Pretiskano iz Državno sveučilište Ohio

Osnažite se pozitivnošću dijeleći dobre vijesti s prijateljima na društvenim mrežama ...