Революция в енергетиката: Една нова молекула прави съществена стъпка към изкуствената фотосинтеза

Растенията използват енергията на слънчевата светлина, за да преобразуват въглеродния диоксид в богати на енергия захарни молекули. Този процес се нарича фотосинтеза и е в основата на почти всички живи същества. Екип от изследователи от Швейцария е разработил нова молекула, която моделира растителната фотосинтеза – когато е изложена на светлина, тя натрупва едновременно два положителни и два отрицателни заряда. Крайната цел на учените е да превърнат слънчевата светлина в неутрални по отношение на въглерода горива.

Учени от Базелския университет направиха важна стъпка към изкуствената фотосинтеза: те разработиха специална молекула, способна под въздействието на светлината да натрупва едновременно четири заряда – два положителни и два отрицателни. Междинното натрупване на няколко заряда е важно условие за превръщането на слънчевата светлина в химическа енергия: тези заряди могат да се използват за задействане на реакции, например за разделяне на водата на водород и кислород.

Молекулата се състои от пет последователно свързани части, всяка от които изпълнява определена задача, пише EurekAlert. От едната страна на молекулата две части отделят електрони и получават положителен заряд при този процес. Двете части от другата страна получават електроните и се зареждат отрицателно. В средата на молекулата химиците са поставили компонент, който улавя слънчевата светлина и задейства реакцията.

За създаването на молекула с четири заряда изследователите използват два светлинии импулса. Първият импулс попада върху молекулата и предизвиква реакция, която генерира положителните и отрицателните заряди. Тези заряди се разпространяват навън към противоположните части на молекулата. При втория светлинен импулс реакцията се повтаря. В крайна сметка молекулата съдържа два положителни и два отрицателни заряда.

Ако преди за подобна реакция в една изкуствена молекула е била необходима изключително мощна лазерна светлина, сега стъпаловидното възбуждане позволява използването на много по-слаб източник на излъчване, доближаващ се по интензитет до слънчевата светлина. Освен това зарядите в молекулата остават стабилни достатъчно дълго, за да бъдат използвани в по-нататъшни химични реакции.

Този модел може да бъде ключът към създаването на екологично чисти горива, които не произвеждат излишен въглероден диоксид.