據(jù)外媒報(bào)道抄淑,科學(xué)家們首次研發(fā)了一種能夠有效吸收陽(yáng)光的單分子,而且該分子還可以作為一種催化劑在缆,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫氣污兄,而氫氣可作為清潔的燃料替代品鹰泡,用于燃油汽車。該種新分子可以從整個(gè)可見(jiàn)光光譜中收集能量午四,與目前的太陽(yáng)能電池相比叛冠,可以多利用50%的太陽(yáng)能。這一發(fā)現(xiàn)可以幫助人們擺脫對(duì)化石燃料的依賴支礼,轉(zhuǎn)向使用不會(huì)對(duì)氣候造成影響的能源把奢。
該研究團(tuán)隊(duì)由俄亥俄州立大學(xué)(The Ohio State University)化學(xué)與生物物理動(dòng)力學(xué)中心主任兼化學(xué)教授Claudia Turro領(lǐng)導(dǎo)。Turro表示:“我們的想法是利用太陽(yáng)光子滨溉,將其轉(zhuǎn)化為氫氣什湘。簡(jiǎn)而言之,我們利用來(lái)自陽(yáng)光的能源晦攒,并將其存儲(chǔ)在化學(xué)鍵中闽撤,以便日后使用得哆。”光子是陽(yáng)光的基本粒子,包含能量哟旗。
研究人員首次證明贩据,可以從太陽(yáng)光的整個(gè)可見(jiàn)光光譜(包括低能量紅外光譜,也是太陽(yáng)光光譜的一部分热幔,以前很難收集該光譜的能量)中收集能量乐设,并迅速且有效地將其轉(zhuǎn)化成氫氣。氫氣是一種清潔燃料绎巨,在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生碳或二氧化碳近尚。
Turro表示:“該理念得以實(shí)現(xiàn)是因?yàn)樵撓到y(tǒng)能夠讓該分子處于激發(fā)狀態(tài),吸收光子场勤,并存儲(chǔ)兩個(gè)電子戈锻,以制造氫氣。在一個(gè)由兩個(gè)光子產(chǎn)生的分子中存儲(chǔ)兩個(gè)電子首潮,并合成制氫彬膘,這一做法前所未有。”
將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為汽車燃料首先需要利用一種機(jī)制收集能量剑学,再將此類能量轉(zhuǎn)化為燃料绝皇,而轉(zhuǎn)化需要一種稱為“催化劑”(能夠加速化學(xué)反應(yīng))的東西,讓太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫氣等可使用的能源膨溃。
以前的研究大多數(shù)是嘗試收集紫外線等較高能量波長(zhǎng)的陽(yáng)光呐猴,再將此類太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫氣。Turro表示肠祭,少數(shù)依靠單分子去收集能量的研究也非常低效常废,部分原因在于無(wú)法從整個(gè)可見(jiàn)光光譜中收集能量,而無(wú)法做到這一點(diǎn)的原因在于催化劑本身降解得很快螺啤。
Turro的研究小組發(fā)現(xiàn)了如何用一個(gè)分子(元素銠的一種形式)制造催化劑蝇蝶,從而可以損失更少的能量。研究小組找到了方法淌踢,可以收集從紅外線到紫外線整個(gè)可見(jiàn)光光譜的能量危号。該研究小組設(shè)計(jì)的系統(tǒng)與之前和紫外線光子工作的單分子系統(tǒng)相比,效率提高了24倍以上素邪。
在該項(xiàng)研究中葱色,研究人員用LED燈照射含有活性分子的酸性溶液,發(fā)現(xiàn)制出了氫氣娘香。Turro表示:“該方法可行的原因是該分子很難被氧化苍狰。”
Turro表示,在該研究小組將成果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界之前烘绽,還有很多工作要完成淋昭。銠是一種稀有金屬俐填,以銠為原料制造催化劑的成本較高。目前翔忽,該研究小組正致力于改進(jìn)該分子英融,使其能夠在更長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)制造氫氣,并致力于利用更便宜的材料制造催化劑歇式。