Genombrott för fotokatalysator av järn
Lundaforskare har framgångsrikt lyckats optimera en järnmolekyl som kan användas som fotokatalysator för att producera bränsle och i solceller för att framställa el.
Den nya järnmolekylen har också fått egenskapen att lysa tillräckligt länge så att man för första gången kan se järnbaserat ljus med blotta ögat vid rumstemperatur.
Illustration: Nils Rosemann.
Det som har förvånat Lundaforskarna är att det gick så snabbt att få fram bra resultat. På drygt fem år har de lyckats göra järn intressant för fotokemiska tillämpningar, med i stort sett lika bra egenskaper som de bästa ädla metallerna.
– Vi trodde det skulle ta minst tio år, säger Kenneth Wärnmark, professor i kemi vid Lunds universitet i ett pressmeddelande.
Vissa fotokatalysatorer och solceller baseras på en teknik med metallkomplex som absorberar solenergin. Ett stort problem med dessa molekyler är att de kräver dyrbara metaller som rutenium, osmium och iridium.
– Våra resultat visar nu att man med avancerad molekyldesign kan ersätta de metallerna med järn som är vanligt i jordskorpan och därmed billigt.
Forskarna har framställt egna järnbaserade molekyler och har i tidigare studier visat möjligheterna att använda dem i solenergitillämpningar.
I den nya studien har man kommit ett steg vidare och utvecklat en ny järnbaserad molekyl med förmåga att fånga upp och tillvarata solljusets energi under tillräckligt lång tid för att den ska hinna reagera med en annan molekyl.
Den nya järnmolekylen har också fått egenskapen att lysa tillräckligt länge så att man för första gången kan se järnbaserat ljus med blotta ögat vid rumstemperatur.
– Det goda resultatet beror på att vi har optimerat molekylstrukturen kring järnatomen, säger kollegan Petter Persson, teoretisk kemist, Lunds universitet.
Järnmolekylen kan enligt forskarna komma att användas i nya typer av fotokatalysatorer för framställning av solbränslen, antingen som vätgas genom vattenspjälkning eller som metanol från koldioxid.
Dessutom öppnar de nya resultaten upp för andra användningsområden för järnmolekyler, exempelvis som material i lysdioder, alltså LED-lampor.
Förutom forskare från Lunds universitet så ingår forskare från Uppsala universitet och Köpenhamns universitet i samarbetet.
Resultaten publiceras i Science som First Release den 29 november.
