分子スイッチ コバルト・レドックス・シャトル 調節可能なヘクサデントート・リガンド
Austin L Raithel1, William E Meador2, Tea-Yon Kim1
1Department of Chemistry, Michigan State University, 578 S Shaw Lane, East Lansing, Michigan48823, United States.
調節可能な酸化還元能力を持つ新しいコバルト複合体は,染料に敏感な太陽電池で効率的な酸化還元シャトルとして作用し,光電流を改善します. これらの低スピンコバルト複合体は 独特の分子交換行動を示します
科学分野:
- 協調化学
- 材料科学
- 電気化学
背景:
- コバルト複合物は,酸化還元作用のために広く研究されている.
- 電気化学装置の最適化には 酸化還元電位を調整することが重要です
- 染料感受性太陽電池 (DSSC) は再生のために効率的な酸化還元媒介を必要とします.
研究 の 目的:
- 新しい強いフィールドヘクサデント酸コバルト複合体を合成し,特徴づけること.
- これらの複合体のリドックス特性とスピン状態の行動を調査する.
- DSSCにおけるリドックスシャトルとしての性能を評価する.
主な方法:
- 強いフィールドヘクサデントリガンドの合成とコバルトへの調整.
- 電気化学的特徴化 (リガンド改変によるリドックスポテンシャルチューニング).
- 電子の自己交換率の測定
- 合成された複合体をリドックスシャトルとして使用したDSSCの製造と試験.
主要な成果:
- 3 つの新しい低スピンから低スピン Co ((III/II) レドックスカップルが合成されました.
- レドックスポテンシャルは,Fc+/0に対して -200から -430mVまで調節可能であった.
- 5座標のCo(II) から6座標のCo(III) への可逆的な分子スイッチが観察されました.
- より速い電子自己交換率 (2.2-4.2 M-1 s-1) が [Co(bpy) 3+/2+と比較して達成されました.
- AP25 + D35の染料を使用したDSSCでは,光流の改善 (19. 8mA/ cm2) が示された.
結論:
- 合成されたコバルト複合体は調節可能なリドックスポテンシャルとユニークな調整スイッチング行動を提供します.
- これらの複合体は,従来のコバルト複合体を上回る,DSSCにおける効果的なリドックスシャトルとして機能します.
- 将来の作業は,これらの複合物を近赤外線吸収染料とペアリングし,太陽エネルギー変換を向上させることに重点を置くべきです.
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