• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Energieffektiv solfotokemi med självlysande solkoncentratorer

    Upphovsman:Wiley

    Solen är den mest hållbara energikällan som finns på vår planet och kan användas för att driva fotokemiska reaktioner. I journalen Angewandte Chemie , forskare presenterar en allmänt tillämplig, kostnadseffektiv fotomikroreaktor. Den är baserad på självlysande solkoncentratorer, vilken skörd, konvertera, och gör fotoner tillgängliga för kemiska reaktioner. Således, forskarna kunde syntetisera olika ämnen, inklusive två läkemedel.

    Hittills, forskning om användning av solljus har fokuserat på solenergi, solvärme, och solbränslen, medan den soldrivna syntesen av kemikalier fortfarande är i sin linda. Ljusenergi kan driva kemiska reaktioner; till exempel, genom att flytta en katalysator till ett upphetsat tillstånd och därigenom påskynda en reaktion eller till och med göra det möjligt i första hand. Dock, solen som ljuskälla är ofördelaktig i vissa avseenden eftersom huvuddelen av solens spektralbestrålning (strålningsflödet som mottas av en yta per ytenhet) faller inom det relativt snäva synliga området. Dessutom, fluktuationer i bestrålning orsakas av fenomen som moln som passerar.

    Forskarna från Eindhoven University of Technology (Nederländerna) och Max-Planck Institute of Colloids and Interfaces (Potsdam, Tyskland) visar nu för första gången att en mängd olika fotondrivna transformationer effektivt kan drivas av solbestrålning. Hemligheten med framgång är deras specialdesignade, kostnadseffektiv fotomikroreaktor baserad på självlysande solkoncentratorer (LSC).

    LSC består av ljusstyrande plattor av polymetylmetakrylat (PMMA) dopade med speciella luminoforer som fångar fotoner från solspektrumet och därefter släpper ut dem som fluorescens med längre våglängdskarakteristika för användning av luminoforen. På det här sättet, solljuset koncentreras till ett smalt våglängdsområde, och dagsljus och väderberoende fluktuationer i spektralfördelningen blir försumbara.

    Små kanaler gjorda av en lösningsmedelsresistent polymer är inbäddade i LSC-plattorna, som innehåller reaktionsblandningen. En ljussensor som övervakar ljusintensiteten är ansluten till en integrerad krets som autonomt justerar blandningens flödeshastighet:ju lägre ljusintensitet desto långsammare passerar blandningen kanalen, därigenom erhålla den ljusdos som behövs för ett adekvat reaktionsutbyte. Därvid, fluktuationer i bestrålning av solljus kompenseras för och produktens kvalitet förblir konsekvent.

    Valet av dopningsluminoforer beror på våglängden som behövs för excitation av katalysatorn. Teamet under ledning av Timothy Noël genererade rött, grön, och blå LSC -reaktorer för reaktioner katalyserade av fotokatalysatorerna metylenblått för den röda enheten, eosin Y och ros Bengal för greenen, och ruteniumbaserade metallkomplex för den blå reaktorn. "Med hjälp av dessa enheter, vi lyckades syntetisera antimaskläkemedlet askaridol och en mellanprodukt av det malariala läkemedlet artemisinin, förutom andra, "säger Noël." Ett solbaserat produktionssätt är av stort intresse för produkter med högt mervärde, som finkemikalier, läkemedel, och dofter. Det skulle vara särskilt lämpligt för begränsade resursinställningar. "


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com