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

20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>
05.05.2020 17:00:00

Смартфон может незаметно передавать секретные сведения посторонним через неучтенную разработчиками прореху на границе между столом и смартфоном. Как же это может быть? Ответ в ходе серии экспериментов получили исследователи из Вашингтонского университета.

>>
29.04.2020 17:00:00

Загадочное внезапное похолодание, случившееся на планете 13 тысяч лет назад, не устает привлекать внимание климатологов. Сейчас есть двое подозреваемых: ледниковое озеро Агассис и кометы, упавшие в Северной Америке. Теперь же, стараниями ученых из Геологической службы США, возник третий участник драмы – ледниковое озера Миссула, катастрофически опорожнившееся в Тихий океан.

>>