Ученые из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы и Международного томографического центра СО РАН предложили новый фотокатализатор для расщепления воды на основе металлорганического каркаса. Статья исследователей опубликована в журнале Angewandte Chemie.

В связи с возникающими по всему миру экологическими проблемами исследователи ищут способы создания экологически чистых источников энергии. Один из методов заключается в получении водородного топлива с помощью солнечной энергии. В этом способе солнечная энергия используется для расщепления молекул воды на водород и кислород.

Чтобы такой процесс можно было осуществить, необходим катализатор — соединение, которое могло бы под действием солнечного света инициировать процесс расщепления воды. Однако до сих пор ученым не удалось найти достаточно эффективные, долговечные и недорогие фотокатализаторы, пригодные для этой цели.

Российские и саудовские исследователи предложили использовать для этой цели разработанный ими металлорганический каркас (МОК). Эти соединения состоят из ионов металла, соединенных между собой органическими группами. Достоинство такой группы материалов в том, что их составляющие — металл и органические линкеры — можно варьировать в широких пределах и получать огромное количество новых соединений.

В новой работе исследователи взяли за основу ионы титана, соединив их между собой с помощью линкера - 4,4′,4′′,4′′′ (пирен-1,3,6,8-тетраил)-тетрабензойной кислоты. Исследователи показали, что титан в активированном светом МОК имел идеальные энергетические уровни для фотокаталитического расщепления воды. Органическая часть МОК выполняла функцию своего рода антенны, собиравшей свет и передававшей эту энергию металлу, который использовал ее для катализа реакции расщепления.

Хотя скорость выделения водорода при использовании нового МОК была довольно небольшой по сравнению с некоторыми неорганическими полупроводниками, его производительность находится на уровне лучших титановых МОК. Теперь исследователи планируют модифицировать материал таким образом, чтобы увеличить скорость выделения водорода при его использовании.

Никита Шевцев

Источники

Предложен новый фотокатализатор для расщепления воды
Индикатор (indicator.ru), 25/06/2020

Похожие новости

  • 22/01/2020

    Квантовая химия как способ дополнить эксперимент тонкими деталями

    ​Сотрудники Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН занимаются квантовой химией — их расчеты помогают в разработке одномолекулярных магнитов для электроники, ракетных топлив и подушек безопасности для автомобилей.
    2815
  • 20/03/2018

    В Новосибирске обсудили актуальные проблемы органической химии

    ​В новосибирском Академгородке прошла всероссийская молодежная научная школа-конференция «Актуальные проблемы органической химии», собравшая 190 участников из России, Казахстана, США, Франции и Японии.
    2035
  • 18/06/2020

    Ученые исследуют новый метод превращения метана в метанол

    ​Группа из ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» совместно с коллегами из других организаций изучает новый метод превращения метана — компонента природного газа — в метиловый спирт — сырье, которое используют в промышленности при производстве пластмассы, лекарств и топлива.
    565
  • 27/08/2020

    Российские ученые получили новые молекулы — органические «магниты»

    ​​Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Сибирского отделения РАН и Новосибирского государственного университета синтезировали новые стабильные органические радикалы с магнитными свойствами.
    907
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    2089
  • 22/07/2019

    Спиновые технологии будут развивать в Новосибирске

    Главный научный сотрудник Международного томографического центра СО РАН доктор физико-математических наук Александра Вадимовна Юрковская получила награду Фонда Александра фон Гумбольдта (Германия) за инициативный проект «Перспективные спиновые технологии» (Emerging spin technology), призванный привлечь молодых ученых к работе в этой области.
    688
  • 31/08/2020

    Учёные предложили новый подход для наблюдения за химическими реакциями с помощью ядерного магнитного резонанса в нулевом магнитном поле

    ​Ядерный магнитный резонанс в отсутствие магнитного поля – вовсе не оксюморон, а новый подход для наблюдения за химическими реакциями в реальном времени. ​Ученые института «Международный томографический центр» СО РАН (г.
    366
  • 21/10/2019

    Ученые исследуют двумерные спектры ЯМР спектроскопии

    Спектроскопия ЯМР в двух измерениях является одним из наиболее важных спектроскопических методов изучения биологически важных молекул. Однако, ввиду относительно низкой чувствительности ЯМР спектроскопии, для получения таких спектров зачастую требуются десятки минут и даже часы.
    592
  • 08/11/2019

    Научный подход: работа сотрудников МТЦ и НИОХ СО РАН

    ​В недавней совместной работе сотрудников Международного томографического центра и специалистов НИОХ СО РАН впервые показано, что фотовозбужденные триплетные фуллерены могут быть успешно использованы как спиновые метки для измерения расстояний на нанометровой шкале в биомолекулах с помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).
    676
  • 07/06/2019

    Арктика станет чище

    ​Молодой учёный ТюмГУ, кандидат химических наук Андрей Елышев и специалисты Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН впервые исследовали новые катализаторы на основе стекловолокнистого материала, сочетающие высокую интенсивность тепло- и массообмена с низким гидравлическим сопротивлением для повышения экологической, энергетической и экономической эффективности существующих технологий противодействия техногенным источникам опасности в сфере защиты окружающей среды.
    1130