Karbon azaltma arayışında, İsviçre Basel Üniversitesi’ndeki araştırmacılar bir molekül Yapay için gerekli fotosentezdönüştürme süreci güneş ışığı depolanan enerjiye.
Yeni bir makalede ortaya çıkan keşif Doğa Kimyası, Yapay için büyük bir sorunu çözer fotosentez: Birden fazla suçlama depolama ihtiyacı. Yeni tasarlanan molekül aynı anda iki pozitif ve iki olumsuz yüke sahip olabilir ve bu da önemli bir adım işaret eder. sürdürülebilir Enerji Teknolojileri.
Fotosentez
Çoğu yaşamın temeli olan fotosentez, bitkilerin güneş ışığı kullanarak karbondioksiti karbonhidratlara dönüştürmesine izin verir. Daha sonra bu enerji, hayvanlar bitki ve diğer hayvanları tüketirken gıda zincirinden geçirilir ve bu süreçte karbondioksiti geri bırakır.
Bununla birlikte, modern endüstriyel enerji kaynakları, geri dönüştürmek için karşılaştırılabilir bir mekanizma olmadan çok miktarda karbondioksit üreterek fazla sera gazlarına yol açar. Basel Üniversitesi ekibi, hidrojen, metanol ve sentetik benzolin dahil olmak üzere yüksek enerjili, karbon nötr güneş yakıtları üretmek için güneş ışığını kullanarak doğayı taklit etmeyi hedeflemektedir. Amaç, fotosentezi çoğaltmaktır, yakıtların bunları üretmek için gerektiği kadar karbon salgılamasını sağlamaktır.
Yapay bir molekül
Profesör Oliver Wenger, doktora öğrencisi Mathis Brändlin ile birlikte yapay fotosentez araştırmalarının bu erken aşamasında başarılı olduğunu bildirdi. Işık ışınlaması altında, molekülleri, enerji dönüşümünün önemli bir öncüsü olan dört yükü başarıyla sakladı. Bir sonraki adım, suyu hidrojen ve oksijene bölme gibi reaksiyonları yönlendirmek için depolanan enerjiyi kullanmak olacaktır.
Wenger ve Brändlin, moleküllerini her biri belirli bir fonksiyona sahip beş bağlantılı parçadan oluşacak şekilde tasarladılar. Özünde güneş ışığının emilmesinden ve elektron transfer işleminin başlamasından sorumlu bir bölüm yatmaktadır. Bir tarafta, iki birim elektron yakalar ve negatif yükler kazanırken, diğer tarafta iki segment elektron salgılar ve pozitif yükler oluşturur.
İki adımda enerji
Bir çift ışık yanıp sönmesine maruz kaldığında, molekül iki aşamalı bir işlemde dört yükü üretir. İlk ışık patlaması, enerji üreten reaksiyonları tetikler, pozitif ve negatif bir yükü doğurur, bu da molekülün zıt uçlarına yolculuk eder. Başka bir flaşla, reaksiyon tekrarlar, molekülü her yükten ikisi ile doldurur.
“Bu aşamalı uyarma, önemli ölçüde daha dimmer ışık kullanmayı mümkün kılıyor. Sonuç olarak, zaten güneş ışığının yoğunluğuna yaklaşıyoruz,” açıklıyor Daha önceki araştırmaların yapay fotosentez vizyonundan çok uzak olan son derece güçlü lazer ışığı gerektirdiğini belirten Brändlin.
Brändlin, “Moleküldeki yükler, daha fazla kimyasal reaksiyon için kullanılacak kadar sabit kalıyor” dedi.
Ekibin çalışması elektron transfer mekanizmalarına önemli bilgiler sunuyor, ancak tamamen işleyen bir yapay fotosentez sistemi gelecekteki araştırmalar için bir hedef olmaya devam ediyor.
Yine de, Wenger’ın belirttiği gibi, “Bulmacanın önemli bir parçasını tanımladık ve uyguladık” diye ekliyor ve Brändlin’in “bu (araştırma) sürdürülebilir bir enerji geleceği için yeni beklentilere katkıda bulunmamıza yardımcı olacağını umuyorlar.”
Kağıt, “Bir moleküler bileşikte foto -indüklenen çift yük birikimi”Ortaya çıktı Doğa kimyası 25 Ağustos 2025’te.
Ryan Whalen, bilgilendirme için bilim ve teknolojiyi kapsar. Veri bilimi sertifikası ile tarihte bir MA ve kütüphane ve bilgi bilimi yüksek lisans derecesine sahiptir. Onunla iletişime geçilebilir [email protected]ve onu Twitter’da takip et @mdntwvlf.
Source link
