Od wielu lat naukowcy starają się znaleźć efektywny sposób na przekształcenie promieniowania słonecznego w paliwo — zwykle w formie wodoru lub związków wysokoenergetycznych. Dotychczas projekty koncentrowały się na drogich metalach szlachetnych (platyna, iryd itp.), które pełniły rolę katalizatorów fotochemicznych. Problem? Wysoki koszt i ograniczona dostępność tych materiałów. Tym większe zainteresowanie wzbudza odkrycie zespołu z Uniwersytetu w Lund, który wskazał, że pospolite żelazo może być kluczem do obniżenia kosztów takich technologii.
Co udało się ustalić?
Badacze zidentyfikowali ukryte efekty molekularne, które uprzednio umykały analizom — zwłaszcza związane z transferem ładunku w bardzo krótkim czasie (pikosekundowym). Okazuje się, że w układach opartych na żelazie cząsteczki akceptorowe czasem łączą się z katalizatorem zbyt wcześnie, zanim prąd (ładunek) zostanie sprawnie przekazany.
W symulacjach chemii kwantowej wykazano, że strukturze molekularnej układu, otoczeniu oraz właściwościom rozpuszczalnika przypisywana jest kluczowa rola. Na przykład:
-
w dichlorometanie udało się osiągnąć ~60 % wydajności,
-
w acetonitrylu — tylko ~2 %.
To pokazuje, jak bardzo wybór „otoczenia” molekularnego może decydować o skuteczności całej reakcji. Ponadto okazało się, że agregacja cząsteczek donora (czyli ich skłonność do grupowania się) bywa korzystna — pomaga wzmocnić moc redukcyjną systemu.
Dzięki tym odkryciom można projektować nowe katalizatory żelazowe oraz optymalizować warunki reakcji, zmierzając do technologii paliw słonecznych, które będą nie tylko wydajne, ale i relatywnie niedrogie. To – w perspektywie — może być przełom dla energetyki odnawialnej.
Znaczenie dla Polski i przyszłość rozwoju
Dla Polski odkrycie uczonych z Lund i rozwój mikroreaktorów to szansa na skok technologiczny. Dlaczego?
-
Polska ma bogate zaplecze przemysłowe związane z metalurgią, co może pomóc w produkcji tanich katalizatorów żelazowych.
-
Rozproszony charakter krajowej zabudowy (wiele małych miast, wsie) sprzyja temu, by rozwiązania mikro były praktyczne.
-
Uniezależnienie się od paliw kopalnych i importowanych technologii energetycznych to długofalowy cel — i możliwość eksportu własnych rozwiązań.
W perspektywie kolejnych 5–10 lat możemy być świadkami rozwoju instalacji pilotażowych w polskich miastach i regionach. Współpraca nauki i przemysłu będzie kluczowa, by przejść od symulacji molekularnych do praktycznych reaktorów — czasem “na dachu domu” — które pozwolą produkować paliwo słoneczne lokalnie.
Źródło: chip.pl
Zapraszamy do odwiedzenia naszej strony gsenergia.pl, gdzie znajdą Państwo pełen zakres naszych usług.
Oferujemy m.in.: Audyty Energetyczne, Świadectwa Charakterystyki Energetycznej oraz nasze nowości: Technologie Wodorowe, Wsparcie w Pozyskiwaniu Fuduszy i rozwiązania w zakresie Dekarbonizacji.
Odkryj więcej!
