辉煌的铁分子可以提供更便宜的太阳能

2019-02-11 08:53:48
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研究人员第一次成功地创造了一种铁分子,既可以作为光催化剂生产燃料,也可以作为太阳能电池发电。结果表明,铁分子可以取代目前使用的更昂贵和更稀有的金属。

一些光催化剂和太阳能电池基于涉及含有金属的分子的技术,称为金属络合物。在这种情况下,金属配合物的任务是吸收太阳光并利用它们的能量。然而,这些分子中的金属是一个主要问题,因为它们是稀有且昂贵的金属,例如贵金属钌,锇和铱。

“我们的结果现在表明,通过使用先进的分子设计,可以用铁替代稀有金属,铁在地壳中很常见,因此很便宜,”瑞典隆德大学的化学教授KennethWärnmark说。

KennethWärnmark与同事一起长期致力于寻找昂贵金属的替代品。研究人员专注于铁,其在地壳中的流行率为6%,更容易获取。研究人员已经开发出了自己的铁基分子,这些分子在以前的研究中已经证明了其在太阳能应用中的应用潜力。

在这项新研究中,研究人员向前迈进了一步,开发了一种新的铁基分子,能够捕获和利用太阳光的能量足够长的时间使其与另一种分子发生反应。新的铁分子还具有足够长的发光能力,使研究人员能够首次在室温下用肉眼观察铁基光。

“良好的结果取决于我们优化了铁原子周围分子结构的事实,”隆德大学的同事Petter Persson解释道。

该研究现已发表在“ 科学 ”杂志上。研究人员表示,所讨论的铁分子可以用于新型光催化剂中,用于生产太阳能燃料,既可以通过水分解氢气,也可以作为二氧化碳中的甲醇。此外,新发现开辟了铁分子的其他潜在应用领域,例如作为发光二极管(LED)中的材料。

隆德研究人员感到惊讶的是,他们如此迅速地取得了良好的效果。在短短五年多的时间里,他们成功地为光化学应用制造了铁,其性能与最好的贵金属相当。

“我们认为至少需要十年时间,”KennethWärnmark说。

除隆德大学的研究人员外,乌普萨拉大学和哥本哈根大学的同事也参与了合作。

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