Conversión fotoeléctrica basada en reacciones de transferencia de electrones acoplados a protones.

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica es la fotoquímica.
• Energía renovable Energía renovable.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• El uso eficiente de la energía solar sigue siendo un desafío global significativo.
• La fotosíntesis emplea naturalmente la transferencia de electrones acoplados a protones (PCET) para la recolección de energía solar.
• Se necesitan nuevos métodos para convertir directamente la energía luminosa en energía eléctrica.

Objetivo del estudio:

• Para utilizar PCET para la conversión directa de la energía de la luz en energía eléctrica.
• Para investigar el rendimiento de las parejas redox quinona/hidroquinona y espiropiranos en este proceso.
• Explorar la generación de fotovoltaica y corriente a partir de la manipulación de la luz.

Principales métodos:

• Se emplean parejas redox de transferencia de electrones acoplados a protones quinona/hidroquinona (PCET, por sus siglas en inglés).
• Espiropiranos utilizados, compuestos fotointercambiables con formas reversibles de anillo cerrado (Sp) y anillo abierto (Mc).
• Controlamos la relación Sp/Mc usando luz para influir en la concentración de protones y el fotovoltaje.

Principales resultados:

• Se logró la conversión directa de energía luminosa en energía eléctrica a través de PCET.
• Los fotovoltaicos generados (V ((oc)) en el rango de 100 140 mV.
• Producido corriente continua (J(sc) ≈ 9 μA cm−2) y corriente alterna (0.1200 Hz) mediante la manipulación de la entrada de luz.

Conclusiones:

• Demostró el primer uso del PCET para la conversión directa de luz a energía eléctrica.
• Se estableció una relación entre la energía fotovoltaica, la concentración de protones y la relación Sp/Mc controlada por la luz.
• Mostró el potencial para generar tanto energía de CC como de CA a partir de la luz utilizando sistemas moleculares fotointercambiables.