Ensamblajes moleculares capa por capa para células de fotoelectrosíntesis sensibilizadas por colorantes preparadas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Química de las superficies

Sus antecedentes:

• Las células de fotoelectrosíntesis sensibilizadas por colorante (DSPEC) requieren una orientación precisa entre catalizador y cromóforo para una eficiencia óptima.
• Los métodos convencionales para crear estos conjuntos tienen limitaciones en el alcance y la flexibilidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un procedimiento robusto de deposición de capas atómicas (ALD) para la preparación de conjuntos de cromóforos y catalizadores moleculares.
• Investigar el rendimiento de estos conjuntos en la división de agua impulsada por la luz.

Principales métodos:

• Se utilizó un nuevo procedimiento ALD que implica la deposición en solución de complejos metálicos derivados de fosfonatos seguidos de un tratamiento en fase gaseosa.
• Unidades puentes de óxido metálico formadas (Al(III), Sn(IV), Ti(IV), Zr(IV)) para unir las especies de cromóforos y catalizadores.
• Utilizó espectroscopia de absorción transitoria para estudios de transferencia de electrones y realizó experimentos de división de agua impulsados por la luz.

Principales resultados:

• Se han preparado con éxito conjuntos estables de cromóforos y catalizadores con varios óxidos metálicos puentes.
• Se ha conseguido un fotón incidente a la eficiencia de corriente (IPCE) del 17,1% a 440 nm para la oxidación del agua utilizando un ensamblaje con puente SnO2.
• Producción demostrada de hidrógeno impulsada por la luz utilizando un conjunto de cromóforo de trisipiridina de rutenio y catalizador de Ni (II).

Conclusiones:

• El enfoque ALD ofrece un mayor alcance y flexibilidad para crear conjuntos de superficie estables en comparación con los métodos basados en soluciones.
• Este nuevo procedimiento permite un control preciso del ensamblaje molecular para mejorar el rendimiento del DSPEC.
• El método desarrollado es prometedor para el avance de tecnologías eficientes de producción de combustible solar.