Революційний прорив у сонячному паливі може відкрити шлях до дешевшої зеленої енергії

Залізо-базовані системи: новий етап у розвитку сонячного пального

Сонячна енергетика стрімко розвивається, і дослідники з Лундського університету зробили значний крок вперед у питанні ефективного зберігання сонячної енергії. Нещодавні дослідження показали, що дешеві залізо-базовані системи можуть бути використані для більш ефективного накопичення сонячної енергії у вигляді пального, що прокладає шлях до дешевших і стійкіших альтернатив викопному паливу.

Каталізатори: ключ до зеленого водню

Виробництво таких видів пального, як зелений водень, вимагає спеціальних каталізаторів. Ці каталізатори мають здатність захоплювати сонячну енергію і передавати електричні заряди молекулам-акцепторам. Залізо, яке є не тільки поширеним, але й екологічно чистим металом, вважається перспективним кандидатом для цієї ролі. Однак, залізо-базовані системи до цього часу страждали на значні енергетичні втрати, роблячи їх менш ефективними у порівнянні з дорогими альтернативами з рідкоземельних металів.

Новий підхід: розв’язання проблеми на молекулярному рівні

Команда з Лунда, використовуючи передові методи симуляції, зосередилася на цій проблемі. Вони виявили, що однією з ключових причин енергетичних втрат є те, що молекули-акцептори часто прилипають до каталізаторів перед завершенням передачі заряду. Відкриття прихованих механізмів, які дозволяють сусіднім молекулам підвищувати ефективність передачі заряду, стало проривом у цій галузі.

“Тепер ми можемо бачити раніше приховані механізми, які дозволяють залізо-базованим молекулам більш ефективно передавати заряд молекулам-акцепторам. Це може фактично усунути одну з найбільших перешкод для виробництва сонячних палив, використовуючи звичайні метали,” – пояснив хімік-пошуковець Петтер Перссон.

Роль молекулярного оточення

Не менш важливим висновком є те, що молекулярне оточення відіграє критичну роль у підвищенні ефективності. “Було surprising, що оточення грає таку критичну роль. Наші симуляції показали кілька несподіваних шляхів, якими взаємодія з сусідніми молекулами може сприяти формуванню енергетично насичених продуктів,” – зазначив Перссон.

Подальше вдосконалення і перспективи

Хоча це досягнення є важливим першим кроком, ще належить здійснити додаткові дослідження, аби залізо-базовані сонячні системи могли стабільно генерувати готові паливні продукти. Тим не менше, ці дослідження відкривають нові горизонти у дизайні систем конверсії соняч