новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Комплексы железа успешно собирают солнечный свет


18.10.2015
средняя оценка статьи - 4.25 (4 оценок) Подписаться на RSS

В настоящее время многие материаловеды пытаются создать устройства для конверсии энергии или устройства, накапливающие энергию, используя материалы, распространенные в Земной коре. Очевидно, что такие устройства будут стоить дешевле, и это обстоятельство, в перспективе, может понизить стоимость электроники и солнечных батарей.

В новой работе исследователи из Швеции сообщают о разработке железосодержащего комплекса, который может поглощать солнечную энергию и со значительной эффективностью передавать ее на частицы полупроводника. Изученные процессы представляют собой первые этапы в получении электроэнергии с помощью хорошо известного класса фотогальванических устройств, известных как сенсибилизированные красителями солнечные батареи [dye-sensitized solar cells (DSSC)].

Cенсибилизированные красителями солнечные батареи и их близкие родственники – перовскитные солнечные батареи – привлекают внимание благодаря хорошему соотношению производительность/цена, которое может позволить решить проблемы растущего энергопотребления путем переработки практически безграничной энергии Солнца.



Абсорбция солнечного света (обозначено оранжевым) железосодержащим гетероциклическим комплексом-сенсибилизатором приводит к эффективному переносу возбужденных электронов на связанные с комплексом железа частицы диоксида титана. (Рисунок: © Nat. Chem. 2015, DOI: 10.1038/nchem.2365)

Облучение светом сенсибилизированных красителями солнечных батарей приводит к возбуждению электронов в слое светопоглощающих молекул. Эти молекулы – красители или сенсибилизаторы – способствуют переносу возбужденных электронов на частицы полупроводника, например – диоксида титана, с которыми сенсибилизаторы связаны. Уже с полупроводника электроны мигрируют к электродам, обеспечивая возникновение электрического тока.

Наиболее эффективным типом сенсибилизаторов, который используется в настоящее время, являются рутенийсодержащие соединения, включая комплексы с полипиридиновыми лигандами. Однако дороговизна рутения и его малое содержание в земной коре наряду с токсичностью побуждает исследователей искать ему подходящую замену, рассматривая в качестве альтернативы соединения гораздо более распространенного и дешевого железа.

Изучение возможности применения производных железа в качестве фотосенсибилизаторов проводится, однако исследованные к настоящему времени системы, включающие и полипиридиновые комплексы железа, отличаются другими недостатками. Так, при фотоактивации эти соединения дают небольшое число возбужденных электронов, да и их время жизни слишком мало для того, чтобы осуществить перенос заряда на диоксид титана.

Группа химиков из Университета Лунда, работающая под руководством Вилли Сундсторма (Villy Sundström) и Кеннета Варнмарка (Kenneth Wärnmark), нашла железосодержащий сенсибилизатор, железо в котором стабилизировано азотсодержащим гетероциклическим карбеновым лигандом, позволяющим ликвидировать недостатки железосодержащих комплексов. Время жизни нового соединения в возбужденном состоянии примерно в тысячу раз больше времени жизни полипиридиновых комплексов железа, причем доля электронов, передающихся на полупроводник, для нового комплекса составляет 92% (для рутениевых комплексов на полупроводник поступает почти 100% электронов). Последнее обстоятельство связано с тем, что новый комплекс железа передает на диоксид титана электроны не в короткоживущем высоковозбужденном состоянии, а в низковозбужденном состоянии, которое существует в течение более длительного времени.

Источник: Nat. Chem. 2015, DOI: 10.1038/nchem.2365

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #фотохимия, фотокатализ, #электрохимия, #элементоорганическая химия

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Комплексы железа успешно собирают солнечный свет"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXX
Контактная информация