照亮了未來的可再生能源

西維吉尼亞大學的研究人員創造了一種新的化合物

西維吉尼亞大學的研究人員創造了一種新的化合物，為可再生能源的發展指明了道路。這種化合物是一種光敏劑，這意味著它能促進光存在下的化學反應。它在提高現代技術的效率方面有許多潛在的應用，從發電的太陽能板到手機。

這項研究發表在3月16日的《自然化學》(Nature Chemistry)雜誌上，由化學助理教授卡斯滕·米爾斯曼(Carsten Milsmann)實驗室的研究人員進行，獲得了美國國家科學基金會終身成就獎(National Science Foundation CAREER Award)的支持。

這些技術目前依賴於銥和釕等貴金屬來發揮作用。然而，這些材料在世界上只剩下有限的供應，使它們不可再生，難以獲取和昂貴。

在研究鈦和鋯這兩種儲量更豐富的金屬方面，人們對它們的研究很少，因為它們通常不那麼容易處理。貴金屬一直是首選元素，因為它們具有良好的化學特性，更易於使用和研究，這也是該領域研究的主要方法。

新的化合物是由鋯製成的，鋯含量更豐富，更容易獲取，是一種更具可持續性和成本效益的選擇。該化合物在各種條件下也很穩定，如空氣、水和溫度的變化，使它很容易在各種環境中工作。由於這種化合物可以將光能轉化為電能，它可以用於製造更高效的太陽能電池板。太陽能電池板通常由矽製成，需要最低限度的光線來收集和儲存能量。

長期以來，研究人員一直在探索染料敏化裝置的替代方案，而不是使用矽。在這種裝置中，有色分子可以收集光線，並在弱光條件下發揮作用。作為一個額外的好處，這也允許生產半透明的組件。迄今為止，必需的染料嚴重依賴於珍貴的物質釕，但米爾斯曼的新化合物有可能在未來取代釕。

大多數太陽能電池板的問題是，它們在陰天不能很好地工作。它們雖然高效、廉價、壽命長，但它們需要強烈的光照條件才能有效工作。解決這個問題的一種方法是製造染料敏化版本，其中有色化合物吸收光線，在任何天氣條件下都能發電。

在未來，我們可以設計產生能源的建築，本質上是將你的建築的立面，包括所有的窗戶，變成一個發電廠。另一方面，這種化合物也可以用於有機發光二極體，將電能轉化為光，本質上逆轉了太陽能電池板的功能。這一特性使複合材料成為生產更高效手機屏幕的潛在光源。

許多手機顯示屏都含有銥，這是另一種貴金屬化合物，其功能與我們的化合物完全相同。發光二極體的優點是它的大部分能量都轉化為光。過去，光源的效率很低，因為它們只把吸收的一小部分能量轉化為光。

研究小組的下一步是使這種化合物溶於水，這樣它就可以潛在地用於生物醫學應用，如癌症患者的光動力療法。