Ученые Национальной лаборатории Брукхэвен при Министерстве энергетики США и ряда университетов синтезировали два молекулярных катализатора для оксиления воды. Эта технология может стать важным элементом создания искусственного фотосинтеза, превращения солнечного света в энергию и ее хранения путем химической трансформации воды и СО2.
«Хранение солнечной энергии в виде водородного или углеродного топлива вроде метанола требует катализаторов, способных быстро и эффективно окислять воду в течение долгого времени, — говорит Ксавье Консепсьон, автор статьи, опубликованной в Angewandte Chemie International Edition. — Наши комплексы рутения катализируют связь кислород-кислород быстрее, чем любой другой известный катализатор, производя сотни молекул кислорода за молекулу катализатора в секунду. С его помощью электрический потенциал, требуемый для старта реакции, приблизительно в 10 раз меньше, чем у батареи AA».
При оксилении воды четыре фотона и четыре электрона, которые нужны, чтобы превратить двуокись углерода в полезную энергию, удаляются из двух молекул воды, и получается кислород-кислород. Для того чтобы произошло окисление воды, связи между водородом и атомами кислорода в двух молекулах воды должны быть нарушены. В случае искусственного фотосинтеза химический катализатор запускает молекулярный распад, пишет EurekAlert.
«Внедрив эти катализаторы в систему, способную впитывать свет и комбинировать его с катализаторами, превращающими СО2 или воду в топливо, искусственный фотосинтез может стать практическим методом хранения солнечной энергии», — говорит Консепсьон.