Nový objav umožní využiť o 50 % viac slnečnej energie ako súčasné solárne články

Vedci vyvinuli prvú molekulu, ktorá dokáže efektívne absorbovať slnečné svetlo a pôsobí aj ako katalyzátor pri premene slnečnej energie na vodík, čo je čistá alternatíva k palivám napríklad pre vozidlá na benzínový pohon. Nová molekula zhromažďuje energiu z celého viditeľného spektra a môže využiť o 50 % viac slnečnej energie ako súčasné solárne články. Objav by mohol pomôcť pri prechode od fosílnych palív k zdrojom energie, ktoré neprispievajú k zmene klímy. Zjednodušene povedané, vedci použili fotóny, elementárne častice slnečného svetla, a transformovali ich na vodík.

Prvýkrát ukázali, že možno zbierať energiu z celého viditeľného spektra slnečného žiarenia vrátane nízkoenergetického infračerveného žiarenia a rýchlo a efektívne transformovať na vodík, čo je čisté palivo. „Funguje to tak, že systém je schopný uviesť molekulu do excitovaného stavu, kde absorbuje fotón a je schopná ukladať dva elektróny na výrobu vodíka,“ uviedla profesorka chémie Claudia Turro, vedúca výskumného tímu.

 „Ukladanie dvoch elektrónov v jednej molekule odvodenej od dvoch fotónov a jej použitie pri výrobe vodíka je bezprecedentné.“ Premena energie zo slnka na palivo pre auto si najprv vyžaduje mechanizmus na zhromažďovanie energie, ktorá sa potom musí premeniť na palivo. Táto premena si vyžaduje katalyzátor – vec, ktorá urýchľuje chemickú reakciu a umožňuje konverziu slnečnej energie na využiteľnú energiu, ako je vodík.

Väčšina predchádzajúcich pokusov zhromaždiť slnečnú energiu a premeniť ju na vodík sa zamerala na vlnové dĺžky slnečných lúčov s vyššou energiou, napríklad na ultrafialové žiarenie. Takisto sa používali katalyzátory pozostávajúce z dvoch alebo viacerých molekúl, ktoré si vymieňajú elektróny čiže energiu, keď vyrábajú palivo zo slnečnej energie. Pri tejto výmene sa však stráca energia, a tak je takýto systém menej efektívny.

Výskumný tím z Ohio State University zistil, ako sa dá vyrobiť katalyzátor z jednej molekuly (formy prvku ródium), čo znamená, že sa stráca menej energie. Navyše prišiel na to, ako zbierať energiu od infračerveného žiarenia až po ultrafialové. Ich systém je podľa štúdie takmer 25-krát účinnejší pri nízkoenergetickom infračervenom svetle ako predchádzajúce systémy. Tím teraz pracuje na zlepšení jedinej molekuly katalyzátora a takisto chce vytvoriť katalyzátor z lacnejších materiálov, pretože ródium je vzácny kov a výroba katalyzátorov z ródia je drahá.  

Zdroj: news.osu.edu.