Швейцарские учёные создали молекулу для накопления солнечной энергии

Швейцарские учёные создали молекулу для накопления солнечной энергии // unsplash

Группа исследователей из Швейцарии разработала новую молекулу, моделирующую фотосинтез растений: под воздействием света она накапливает одновременно два положительных и два отрицательных заряда. Конечная цель ученых – преобразовать солнечный свет в углеродно-нейтральное топливо.

Учёные из Базельского университета сделали прорыв в области искусственного фотосинтеза, разработав уникальную молекулу, способную одновременно накапливать два положительных и два отрицательных заряда под действием света. Это открытие может стать первым шагом к созданию экологически чистых видов топлива и быть основой новой энергетики будущего.

Разработанная структура состоит из пяти связанных компонентов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию:

• две части отдают электроны и становятся положительно заряженными;

• две другие принимают электроны и приобретают отрицательный заряд;

• центральный элемент поглощает свет и запускает фотохимическую реакцию.

  
  

Процесс зарядки происходит в два этапа. Первая вспышка света инициирует образование пары разноимённых зарядов, которые перемещаются на противоположные концы молекулы. Вторая вспышка повторяет процесс, доводя молекулу до состояния с четырьмя зарядами. Такой подход позволяет использовать свет интенсивности, близкой к солнечному, а не мощные лазеры, как в предыдущих экспериментах.

Кроме того, полученные заряды остаются стабильными достаточно долго, чтобы их можно было использовать в химических реакциях – например, для расщепления воды на водород и кислород или преобразования углекислого газа в топливо.

Эта инновационная молекула открывает широкие перспективы в разных областях:

• Производство экологичного топлива – водорода, метанола или других углеродно-нейтральных энергоносителей.

• Химическая промышленность – синтез ценных соединений с минимальными затратами энергии.

• Энергетика – хранение солнечной энергии в виде химических связей, что решит проблему нестабильности генерации «зелёной» энергии.

• Системы очистки атмосферы – использование накопленных зарядов для улавливания и переработки углекислого газа.

Работа проведена научной группой под руководством химиков из Базельского университета.

Их многолетние исследования фотохимических процессов позволили создать молекулу, которая приближает человечество к реализации концепции искусственного фотосинтеза – преобразования солнечного света в химическую энергию по принципу, близкому к естественным процессам в растениях.

«Мы стремились создать систему, которая будет не просто работать в лаборатории, но и сможет масштабироваться для промышленного применения», – отмечают исследователи.

Создание молекулы, способной стабильно накапливать четыре заряда под действием солнечного света, можно назвать первым шагом к новой энергетической революции. В будущем подобные системы позволят вырабатывать топливо и химические соединения без выбросов углекислого газа, а значит, помогут в борьбе с изменением климата и снизят зависимость от ископаемых ресурсов.//sa

(тв)