Nový objev využije o 50 % více sluneční energie než současné solární články

Vědci vyvinuli první molekulu, která dokáže účinně absorbovat sluneční světlo a zároveň fungovat jako katalyzátor pro přeměnu sluneční energie na vodík, čistou alternativu k palivům, jako jsou vozidla poháněná benzinem. Nová molekula sbírá energii z celého viditelného spektra a dokáže využít o 50 % více sluneční energie než současné solární články. Tento objev by mohl pomoci při přechodu od fosilních paliv ke zdrojům energie, které nepřispívají ke změně klimatu. Zjednodušeně řečeno, vědci využili fotony, elementární částice slunečního světla, a přeměnili je na vodík.

Poprvé tak prokázali, že je možné získat energii z celého viditelného spektra slunečního světla, včetně nízkoenergetického infračerveného záření, a rychle a účinně ji přeměnit na vodík, čisté palivo.

„Funguje to tak, že systém je schopen uvést molekulu do excitovaného stavu, kdy absorbuje foton a je schopna uložit dva elektrony a vyrobit vodík,“ uvedla profesorka chemie Claudia Turro, vedoucí výzkumného týmu.

Uložení dvou elektronů v jediné molekule získané ze dvou fotonů a jejich využití k výrobě vodíku je bezprecedentní. Přeměna energie ze slunce na palivo pro automobil vyžaduje nejprve mechanismus pro shromažďování energie, která se pak musí přeměnit na palivo. Tato přeměna vyžaduje katalyzátor – věc, která urychluje chemickou reakci a umožňuje přeměnu sluneční energie na využitelnou energii, jako je vodík.

Většina předchozích pokusů o shromažďování sluneční energie a její přeměnu na vodík se zaměřovala na vlnové délky slunečního záření s vyšší energií, jako je ultrafialové záření. Rovněž se používaly katalyzátory sestávající ze dvou nebo více molekul, které si při výrobě paliva ze sluneční energie vyměňují elektrony nebo energii. Při této výměně však dochází ke ztrátám energie, takže takový systém je méně účinný.

Výzkumný tým ze Státní univerzity v Ohiu přišel na to, jak vyrobit katalyzátor z jediné molekuly (formy prvku rhodia), což znamená menší ztráty energie. Kromě toho přišli na to, jak získávat energii z infračerveného až ultrafialového záření.

Podle studie je jejich systém téměř 25krát účinnější v nízkoenergetickém infračerveném světle než předchozí systémy. Tým nyní pracuje na vylepšení katalyzátoru s jednou molekulou a chce také vytvořit katalyzátor z levnějších materiálů, protože rhodium je vzácný kov a výroba rhodiových katalyzátorů je drahá.

Zdroj: redakce, news.osu.edu