Новый двухатомный катализатор поможет развитию чисто энергетики за счет искусственного фотосинтеза

В поисках новых решений для более эффективного сбора и хранения солнечной энергии, ученые из США и Китая синтезировали двухатомный катализатор, служащий платформой для искусственного фотосинтеза.

Отчет о проекте команда представила в журнале PNAS.

Группа, как известно phys.org, разработала иридиевый катализатор всего с 2 активными металлическими центрами. Эксперименты показали, что материал является четкой структурой, способной служить продуктивной платформой для будущих исследований в сфере синтеза солнечного топлива.

«Здесь мы обращаемся к проблеме периодической подачи такой энергии, — сказал адъюнкт-профессор химии Бостонского колледжа, Донвей Ванг. – Катализатор позволяет напрямую собирать энергию и хранить ее в химических связях, как это происходит при фотосинтезе».

Исследователи потратили много времени на одноатомные катализаторы (ОАК), редко переключаясь на другие варианты. В данной статье авторы описали двуядерную, гетерогенную структуру, продемонстрировав ее стабильность и активность при водяном окислении. Это – ключевые процессы в природном и искусственном фотосинтезе.

Ученые воспользовались современными технологиями для изучения особенностей материала на молекулярном уровне. Данные об ОАК позволили создать платформу для рассмотрения важных и сложных реакций, требующих больше одного активного центра.

Ванг с командой хотели найти максимально маленький и прочный активный гетерогенный катализатор для водяного окисления. В прошлом ответ на этот вопрос встречался только в гомогенных структурах, отличавшихся хрупкостью. Теперь авторы впервые представили потенциальный гетерогенный продукт для производства и хранения чистой энергии.

Группа также провела эксперименты с рентгеном в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Они также помогли определить структуру иридиевого катализатора.

По словам Ванга, команду удивила простота и прочность материала, сочетающаяся с активностью в требуемой реакции. На следующих этапах авторы планируют продолжить оптимизацию структуры для практического применения.