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贵金属不再是唯一选项!全新锰复合物或取而代之 太阳能电池有望受益

08-20 财联社
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财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,据报道,巴塞尔大学(University of Basel)的研究人员在生产更可持续的发光材料和将太阳光转化为其他形式能源(例如光伏)的催化剂方面取得了一个重要的里程碑。在廉价金属锰的基础上,他们开发了一类具有良好性能的新化合物,到目前为止主要是在贵金属化合物中发现的。

据了解,智能手机屏幕和光伏催化剂通常包含非常稀有的金属。例如,有机发光二极管(OLED)需要用到的铱,就比金或铂更稀有,OLED通常用于手机屏和电视屏。用于太阳能(000591,股吧)电池的钌,也是最稀有的稳定元素之一。这些金属不仅因其稀缺性而非常昂贵,而且在许多化合物中也是有毒的。

现在,由巴塞尔大学的一个团队首次成功地制造出了会发光的锰复合物,当它暴露在光照下时,会发生与钌或铱化合物相同的反应。该研究结果发表在《自然化学》杂志上。使用锰的好处是,这种元素在地壳中的含量是铱的90万倍,而且毒性小得多,价格也便宜得多。

贵金属不再是唯一选项!全新锰复合物或取而代之 太阳能电池有望受益

不过就目前而言,新的锰复合物在发光效率方面的表现依旧比铱化合物差。然而,人工光合作用所需的光驱动反应,如能量和电子转移反应,是以高速进行的。这是由于新复合物的特殊结构,导致在光的激发下,电荷立即从锰向其直接结合的元素转移。

据称,这种复合物的设计原则已经被用于某些类型的太阳能电池,尽管到目前为止,它主要是以贵金属化合物为特色。

与贵金属化合物相比,廉价金属制成的复合物在吸收光能时通常会引起更大的变形。因此,这些复合物会开始振动,吸收的很大一部分光能被损失。

因此,研究人员通过在复合物中加入量身定制的分子成分来抑制这些扭曲和振动,以迫使锰进入一个刚性的环境。这种设计原则也增加了所产生化合物的稳定性和对分解过程的抵抗力。

研究人员自豪地表示,“到目前为止,还没有人成功地创造出能在室温下的溶液中发光并具有这些特殊反应特性的锰分子复合物。这为贵金属领域以外的领域带来了新的机会。”

在未来的研究项目中,该团队希望继续改善全新锰复合物的发光性能,并将其固定在合适的半导体材料上用于太阳能电池。其他可能的改进包括锰复合物的水溶性变体,它有可能在用于治疗癌症的光动力疗法中取代钌或铱化合物。

(责任编辑:李佳佳)
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