Nuevos complejos de Rh para aplicaciones de energía solar: absorción pancromática y reactividad en estado excitado

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• Ciencias de los materiales
• La fotoquímica

Sus antecedentes:

• Los complejos Paddlewheel son conocidos por sus propiedades electrónicas y fotofísicas únicas.
• Los complejos de rodio, en particular, han generado interés por sus capacidades catalíticas y de recolección de luz.
• El desarrollo de nuevos materiales para la conversión de energía solar requiere absorbentes de luz eficientes con propiedades sintonizables.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar nuevos complejos de rodio de rueda de remo heteroléptica.
• Investigar las propiedades fotofísicas y electroquímicas de estos complejos.
• Evaluar su potencial como colorantes para la conversión de energía solar y la fotocatálisis.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de los complejos cis-Rh2 (μ-forma) 2 (μ-np) 2 (BF4) 2 y cis-Rh2 (μ-forma).
• Espectroscopia de absorción UV-Vis para determinar los perfiles de absorción de la luz.
• Espectroscopias de absorción transitorias ultrarrápidas y de nanosegundos y de resolución temporal de infrarrojos para estudiar la dinámica del estado excitado.
• Experimentos de apagado de transferencia de energía para estimar las energías de estado excitado triple.
• Métodos electroquímicos para determinar los potenciales redox.

Principales resultados:

• Se sintetizaron y caracterizaron con éxito cuatro nuevos complejos de rodio de rueda de remo heteroléptica.
• Los complejos exhiben una fuerte absorción de luz pancromática desde los rayos UV hasta las regiones visibles (hasta 640 nm).
• Se observaron estados excitados de transferencia de carga de metal/ligando a ligando (ML-LCT, por sus siglas en inglés).
• Los complejos npCOO- muestran absorción con desplazamiento al rojo en el infrarrojo cercano y se someten a una transferencia de electrones fotoiniciada.
• Las energías de estado excitado triplet oscilan entre 1,83 y 0,78 eV, con potenciales redox determinados.

Conclusiones:

• Estos nuevos complejos de rodio representan una nueva clase de absorbentes de luz.
• Su amplia absorción y propiedades de estado excitado favorables los hacen adecuados para aplicaciones de energía solar.
• Las aplicaciones potenciales incluyen tintes para la inyección de carga en células solares y sensibilizantes en fotocatálisis.
• Los complejos funcionan eficazmente con la irradiación de los rayos UV hasta aproximadamente 800 nm.