Освещая будущее возобновляемой энергии

Новое химическое соединение, созданное учеными из Университета Западной Вирджинии, освещает путь к возобновляемой энергии.

Соединение является фотосенсибилизатором, то есть оно стимулирует химические реакции в присутствии света. Оно имеет множество потенциальных применений для повышения эффективности современных технологий, начиная от солнечных батарей, производящих электричество, и заканчивая сотовыми телефонами.

Повышение эффективности современных технологий

Исследование, опубликованное 16 марта в журнале Nature Chemistry, было проведено исследователями в лаборатории доцента химии Карстена Мильсмана при поддержке Национального научного фонда CAREER Award.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Эти технологии в настоящее время основаны на использовании редких металлов, таких как иридий и рутений. Однако в мире остаются лишь ограниченные запасы этих материалов, что делает их невозобновляемыми, труднодоступными и дорогостоящими.

«Мы заметили, что было предпринято мало усилий по изучению более распространенных металлов титана и циркония, потому что с ними часто не так легко работать. Редкие металлы всегда были основными элементами из-за их благоприятных химических свойств, которые делают их легче в использовании и изучении", - сказал Мильсман. «Мы надеемся изменить это».

Соединение Мильсмана изготовлено ​​из циркония, который является гораздо более распространенным и доступным, что делает его более устойчивым и экономически выгодным вариантом. Состав также стабилен в различных условиях, таких как воздух, вода и изменения температуры, что облегчает работу в различных средах.

Поскольку соединение может преобразовывать свет в электрическую энергию, оно может быть использовано при создании более эффективных солнечных батарей.

Солнечные панели обычно изготавливаются с использованием кремния и требуют минимального порога света для сбора и хранения энергии. Вместо использования кремния исследователи уже давно изучают альтернативу сенсибилизированных красителями устройств, в которых цветные молекулы собирают свет и функционируют в условиях слабого освещения. В качестве дополнительного преимущества это также позволяет производить полупрозрачные компоненты. На сегодняшний день необходимые красители в значительной степени зависят от драгоценного материала рутения, но новое соединение Мильсмана может потенциально заменить его в будущем.

«Проблема с большинством солнечных панелей заключается в том, что они плохо работают в облачные дни. Они довольно эффективны, недороги и имеют длительный срок службы, но им необходимы интенсивные условия освещения для эффективного функционирования», - сказал Мильсман. «Одним из способов решения этой проблемы является создание сенсибилизированных красителем версий, в которых цветное соединение поглощает свет для выработки электроэнергии в любых погодных условиях. В будущем мы могли бы проектировать здания, которые вырабатывают энергию, по существу делая фасад вашего здания, включая все его окна, электростанцией". 

С другой стороны, соединение может также использоваться в органических светоизлучающих диодах, которые преобразуют электрическую энергию в свет, по существу, обращая функцию солнечной панели. Эта характеристика делает компанию потенциальным источником света для создания более эффективных экранов мобильных телефонов.

«На многих дисплеях мобильных телефонов содержится иридий, еще один состав из драгоценных металлов, который делает то же, что и наш состав», - сказал Мильсман. «Преимущество наличия светодиода состоит в том, что большая часть его энергии превращается в свет. В прошлом источники света были неэффективными, потому что они превращали лишь небольшую часть энергии, которую они получали, в свет».

Следующий шаг исследовательской группы - сделать соединение водорастворимым, чтобы его можно было использовать в биомедицинских целях, таких как фотодинамическая терапия для онкологических больных.

«Это соединение может образовывать активные формы кислорода, которые вызывают гибель клеток. Звучит очень опасно, но поскольку реакция происходит только при воздействии излучения света, его местонахождение и продолжительность могут строго контролироваться», - сказал Мильсман. «Если вы можете сфокусировать свой свет на определенной точке, вы можете генерировать активные формы кислорода, которые будут действовать только в ответ на свет, что делает его безопасным. Это может удалить опухоли менее инвазивно, чем с помощью операций и химиотерапии». опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet