Synteza chemiczna z udziałem baterii słonecznych

Foto: rsc.org

Według amerykańskich chemików świat chemii i nauki powinien zwrócić większą uwagę na elektrochemię jako optymalny i ekologiczny sposób pozyskiwania energii. Apel ten jest tym bardziej zasadny, że opiera się na możliwości wykorzystywania w reakcjach elektrochemicznych „zielonej" energii słonecznej.

W reakcjach redox następuje zmiana stopnia utlenienia. Jeden z atomów biorących udział w reakcji ulega utlenieniu, a drugi redukcji. W reakcjach utleniania elektrochemicznego chemoselektywność opiera się wyłącznie na potencjale utleniania grup funkcyjnych w roztworze. Utleniacze chemiczne mogą być zaprojektowane względem danej grupy funkcyjnej w oparciu o kryteria, jak i efekty steryczne lub chóralne.

Kevin Moeller i jego zespół z Washington University w St. Louis wykazali, że reakcje elektrochemiczne mogą być wykorzystywane do prowadzenia utleniania chemicznego, które wykorzystuje światło słoneczne, a jako produkt uboczny pozostawia wodór. Naukowcy wykorzystali do przeprowadzenia reakcji kolb połączonych z ogniwami fotowoltanicznymi. Po ekspozycji na światło słoneczne przez układ przechodzi ciągły strumień energii. Utleniacz chemiczny służy jako mediator reakcji. W instalacji fotowoltanicznej badano siedem różnych reakcji, w tym reakcje asymetrycznego utleniania. Ich wydajność była prawie taka sama jak ta uzyskiwana przy użyciu tradycyjnych metod generowania energii.

Moeller uważa, że istnieją dwie główne przeszkody w powszechnym stosowaniu metod elektrochemicznych. Po pierwsze, błędnie uważa się, że reakcje elektrochemiczne wymagają drogiego, specjalistycznego sprzętu. Po drugie, większość chemików skupionych na chemii organicznej nie ma odpowiedniej znajomości elektrochemii.

Moeller pokłada duże nadzieje w elektrochemii z wykorzystaniem baterii słonecznych. Elektrosynteza z wykorzystaniem energii słonecznej może zapewnić według niego duży stopień wydajności energetycznej z jednoczesnym zachowaniem wymogów ekologicznych.

(pj)