Найден новый металлический катализатор, способный превращать энергию солнечного света в жидкое топливо и электричество одновременно

19 декабря 2018

В настоящее время практически все технологии искусственного фотосинтеза и солнечной энергетики основаны на использовании фотокатализаторов, называемых металлическими комплексными составами, эффективно поглощающими солнечный свет. В большинстве случаев в состав молекул этих катализаторов входят такие достаточно редкие и дорогие элементы, как рутений, осмий, иридий и платина. Однако группе исследователей из Лундского университета в Швеции удалось отыскать новый вид каталитической молекулы, основой которой являются атомы железа, а свойства этой молекулы позволят использовать ее как в технологиях производства жидкого топлива, так и в технологиях получения солнечной электроэнергии.

"Наши исследования показали, что при должном подходе к разработке структуры каталитической молекулы становится возможной замена редких и дорогих металлов железом, которое является одним из наиболее распространенных элементов на Земле" - рассказывает Кеннет Вэрнмарк (Kenneth Warnmark), профессор химии из Лундского университета, - "Использование железа позволит кардинально снизить стоимость технологий искусственного фотосинтеза, что обеспечит быстрое их продвижение на широкий потребительский рынок".

Новая каталитическая молекула стала конечным результатом исследований, во время которых ученые искали альтернативные варианты для замены дорогих металлов. Ученые перепробовали массу вариантов и остановили свой выбор именно на железе. Дальнейшие исследования привели к появлению сложной железосодержащей молекулы, которая уже сейчас может использоваться в солнечной энергетике. А способность этой молекулы к реакциям с другими молекулами позволяет получать при ее помощи жидкое топливо, такое, как этанол или метанол.

Проведенные эксперименты показали, что металлосодержащая молекула сохраняет свои каталитические свойства в течение достаточно долгого времени. А небольшие добавки в состав катализатора молекул другого типа позволят с высокой эффективностью получать водород путем расщепления молекул воды под воздействием солнечного света.

В настоящее время шведские ученые работают в направлении улучшения структуры разработанной ими каталитической молекулы для того, чтобы увеличить эффективность преобразования ею энергии солнечного света. Помимо этого, модифицированные молекулы смогут выступать в роли активных элементов различных сенсоров, таких, как фотодиоды и фототранзисторы.