Nouvelle molécule qui peut récolter de l'énergie de tout le spectre visible de la lumière et la transformer en hydrogène

Espagnol

Les scientifiques ont d'abord développé une molécule unique qui peut absorber l'énergie de tout le spectre visible de la lumière, ce qui signifie qu'elle peut piéger plus de 50% d'énergie en plus que les cellules solaires actuelles.

De plus, il peut agir comme un catalyseur pour transformer l'énergie solaire en hydrogène, une alternative énergétique propre pour des utilisations telles que les véhicules à essence.


La découverte, qui a été publiée cette semaine dans Chimie de la nature , pourrait aider les humains à passer des combustibles fossiles à des sources d'énergie qui ne contribuent pas au changement climatique.

L'équipe qui a fait la découverte était dirigée par Claudia Turro, PhD, professeur de chimie à l'Ohio State University au Center for Chemical Dynamics and Biophysics.

«L'idée est que nous pouvons utiliser les photons du soleil et les transformer en hydrogène. Pour simplifier les choses, nous économisons l'énergie solaire et la stockons dans des liaisons chimiques afin de pouvoir l'utiliser plus tard », a déclaré Turro.

Les photons sont des particules élémentaires afin que le soleil puisse créer de l'énergie. Des chercheurs ont montré, pour la première fois, qu'il est possible de collecter de l'énergie à partir de tout le spectre visible de la lumière du soleil, y compris de faible énergie comme l'infrarouge, une partie du spectre solaire qui était auparavant difficile à collecter et à transformer d'une manière. efficace et rapide dans l'hydrogène. L'hydrogène est un carburant propre, ce qui signifie qu'il ne produit pas de carbone ou de dioxyde de carbone comme déchet après utilisation.

'Ce qui le fait fonctionner, c'est que le système peut mettre la molécule dans un état altéré, où elle absorbe des photons et peut stocker deux électrons pour produire de l'hydrogène', a déclaré Turro. 'Ce stockage des deux électrons dans une seule molécule est dérivé des deux photons, et les utiliser ensemble pour fabriquer de l'hydrogène est sans précédent.'


David Monje / Unsplash

La conversion de l'énergie solaire en carburant, pour une voiture par exemple, nécessite d'abord un mécanisme de récupération de cette énergie, puis cette énergie est convertie en carburant. La conversion nécessite quelque chose de connu sous le nom de catalyseur, un accélérateur de la réaction chimique, permettant la conversion de l'énergie solaire en énergie utile comme l'hydrogène.

Les tentatives précédentes pour collecter l'énergie solaire et la convertir en hydrogène se sont concentrées sur de longues vagues d'énergie comme les rayons ultraviolets, par exemple.


Auparavant, ils utilisaient également des catalyseurs à partir de deux molécules ou plus, qui échangeaient des électrons (énergie) tout en fabriquant du carburant à partir de l'énergie solaire. Mais de l'énergie est perdue dans cet échange, ce qui rend ces systèmes multi-moléculaires moins efficaces.

EN RELATION: Les chercheurs ont développé une nouvelle façon de produire de l'hydrogène carburant qui soit sûr, bon marché et ultra efficace

Les quelques tentatives qui reposent sur des catalyseurs à molécule unique étaient également inefficaces, a déclaré Turro. En partie parce qu'ils ne collectaient pas l'énergie de tout le spectre visible de la lumière du soleil, et en partie parce que les catalyseurs eux-mêmes se dégradaient rapidement.

L'équipe de recherche de Turro a découvert comment fabriquer un catalyseur à molécule unique - une forme de l'élément rhodium - ce qui signifie moins d'énergie gaspillée. De plus, ils ont découvert comment collecter l'énergie des fréquences infrarouge et ultraviolette, c'est-à-dire tout le spectre visible. Le système que cette équipe de recherche a conçu est environ 25 fois plus efficace avec la lumière à ondes basses dans le proche infrarouge que les systèmes précédents qui utilisaient une seule molécule avec des protons ultraviolets selon l'étude.


Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une lumière LED pour éclairer la solution acide contenant la molécule active. Quand ils l'ont fait, ils ont découvert que l'hydrogène était produit.

Avant que ces découvertes puissent être traduites en applications réelles, il reste encore beaucoup à faire, a déclaré Turro. Le rhodium est un métal rare et la production de catalyseurs à partir de ce composé est coûteuse. L'équipe travaille à faire en sorte que cette molécule produise de l'hydrogène plus durable et à créer un catalyseur à partir de matériaux plus abordables.

Réimprimé de Université d'État de l'Ohio

Éclairez votre communauté avec optimisme et innovation en partageant cette bonne nouvelle ...
- Traduit en espagnol par Aletheia Jurado