Солнечная энергия – неистощимый ресурс, который мы в настоящее время только используем до очень ограниченной степени. Исследователи во всем мире поэтому пытаются найти новые и более эффективные способы использовать энергию в солнечном свете.Техника исследователи в Лунде продолжают работать, является солнечными батареями, состоящими из тонкой пленки наноструктурированного диоксида титана и краски, которая захватывает солнечную энергию.
Сегодня, лучшие солнечные батареи этого типа используют краски, содержащие рутениевый металл – очень редкий и дорогой элемент.«Многие исследователи попытались заменить рутений железом, но без успеха. Все предыдущие попытки привели к молекулам, которые преобразовывают энергию света в тепло вместо электронов, которое требуется для солнечных батарей произвести электричество», говорит Вилли Сандстром, профессор Химической Физики в Лундском университете.
Исследователи в Отделе Химии в Лунде, в сотрудничестве с Уппсальским университетом, теперь успешно произвели основанную на железе краску, которая способна к преобразованию света в электроны почти с 100-процентной эффективностью.«Преимущество использования железа состоит в том, что это – общий элемент по своей природе.
Это может обеспечить недорогие и безвредные для окружающей среды применения солнечной энергии в будущем», говорит Кеннет Варнмарк, профессор Organic Chemistry в Лундском университете.Объединяя эксперименты с передовыми компьютерными моделированиями, исследователи в состоянии понять подробно требуемые концепции проекта для железных молекул, чтобы работать. Это знание теперь используется для дальнейшего развития основанных на железе красок. Больше исследования необходимо, прежде чем новая краска солнечной батареи может использоваться на практике, но есть большие надежды.
«Результаты исследования предполагают, что солнечные батареи на основе этих материалов могут быть, по крайней мере, столь же эффективными как те сегодня, которые основаны на рутении или других редких металлах», говорит Вилли Сандстром.Открытие могло также продвинуть исследование в области солнечного топлива, в котором, как в фотосинтезе заводов, вода и углекислый газ превращены в богатые энергией молекулы – солнечное топливо – с помощью солнечного света.«Мы предполагаем это, новые основанные на железе молекулы могли также стимулировать химические реакции, которые создают солнечное топливо», говорит Кеннет Варнмарк.Исследователи работали над развитием основанных на железе красок солнечной батареи в течение трех лет и удивлены тем, как быстро они нашли краску, которая может захватить солнечный свет так эффективно.
«Достижение успеха в исследовании обычно занимает больше времени, чем, на что мы надеемся и верим», говорит Вилли Сандстром и продолжает: «На этот раз это было противоположное!».