Комплекс железа «два в одном» — светодиод и фотокатализатор

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2019, №1)

pic_2019_01_09.jpg

Метод синтеза нового комплекса железа и его строение

Впервые удалось получить комплекс железа, который может быть как фотокатализатором, например для производства топлива, так и светоизлучающим диодом. Обычно для фотокатализа или в фотогальванических элементах применяются дорогие и редкие элементы. Результаты новой работы говорят о том, что в перспективе их может заменить железо («Science», 2018, doi: 10.1126/science.aau7160).

Многие из существующих фотокаталитических или фотогальванических систем содержат комплексы металлов, которые поглощают солнечное излучение и преобразуют его энергию в химическую либо электрическую энергию. Такие комплексы конвертируют энергию весьма эффективно, однако практическому применению мешает то, что обычно они содержат дорогие и редкие металлы — рутений, иридий или осмий. Профессор Кеннет Вернмарк из Лундского университета (Швеция) заявляет, что использованный в его группе рациональный молекулярный дизайн позволяет заменить редкие металлы на железо — второй после алюминия по распространенности в земной коре металл.

Вернмарк с коллегами долгое время пытаются найти альтернативы дорогим металлам и их комплексам, в качестве замены рутению или осмию рассматривая прежде всего железо. Ранее они уже получали железосодержащие комплексы, которые возможно было использовать для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Новое исследование — еще один шаг к удешевлению металлокомплексов, способных перерабатывать энергию Солнца. Группе Вернмарка удалось спроектировать и синтезировать железосодержащий комплекс, способный захватывать солнечную энергию на время, достаточное для ее передачи другой молекуле. Такое свойство позволяет говорить о новом комплексе как о потенциальном фотокатализаторе. Еще одна его особенность — длительная флуоресценция в видимой области спектра, которую можно наблюдать при комнатной температуре. Подобные свойства у комплексов железа также наблюдаются впервые.

Исследователи из Лунда предполагают, что полученная в их лаборатории молекула может применяться как фотокатализатор для получения «солнечного топлива» — водорода, образующегося при фоторасщеплении воды или метанола, продукта фотолитической конверсии углекислого газа. Вторая возможная область применения полученного комплекса и его аналогов — создание железосодержащих светоизлучающих диодов. Можно только порадоваться за шведских химиков, которым потребовалось всего пять лет, чтобы получить целый ряд комплексов железа с интересными фотохимическими свойствами, зачастую не уступающих по производительности фотоактивным соединениям на основе благородных металлов.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 1/2019) на с. 9.

123

Разные разности

28.01.2020 13:00:00

Согласно модели климата, построенной австралийскими исследователями, Монреальский протокол уберегает нас от худшего варианта глобального потепления.

>>
10.01.2020 14:00:00

...астрономы беспокоятся, что многочисленные спутники связи, которые собирается запустить SpaceX и другие компании, помешают наблюдениям Вселенной...

...в эмбрион мыши пересадили донорские стволовые клетки, из которых у взрослой мыши сформировались полноценные легкие...

...зарождению современной европейской цивилизации непреднамеренно способствовала христианская церковь, введя запрет на близкородственные браки...


>>
25.12.2019 18:00:00

Оказывается, из облаков межзвездного и межгалактического газа может идти звездный снег. К такому выводу неожиданно пришли астрофизики из Гонконгского университета.

>>
24.12.2019 17:00:00

Казалось бы, что общего между Октоберфестом и эмиссией метана? Однако исследователи из Технического университета Мюнхена проанализировали экологические последствия фестиваля и оценили выброс природного газа за 16 дней празднований в 201 тыс. литров.

>>
03.12.2019 18:00:00

...43 астронома из восьми стран описали характеристики межзвездной кометы 2I/Borisov, открытой астрономом-любителем Геннадием Борисовым...

...анализ воздуха из антарктических ледяных кернов возрастом до 1,5–2 млн лет показывает, что увеличение длительности ледниковых циклов в последний миллион лет не было вызвано длительным снижением содержания СО2 в атмосфере...

...полностью парализованный человек с электродами, вживленными в мозг, с помощью искусственного интеллекта может управлять воображаемым карандашом...

>>