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铁卡纳利如何从阳光下储存能量 - 并且可以使太阳能更有效

时间:2022-01-23 14:58:02来源:

SLAC的实验表明,廉价的光敏剂分子,铁菜,在光线击中时可以以两种竞争方式响应。只有其中一个途径(右)允许电子流入它们所需的设备或化学反应。该分子占据了该能源生产路径约60%的时间。

这些廉价的光敏剂可以使太阳能和化学制造更有效。SLAC的实验会对他们的工作方式有所了解。

光敏剂是吸收阳光的分子,并通过该能量沿着发电或驱动化学反应。它们通常基于罕见,昂贵的金属;因此,在他们的核心中发现铁碳纤维,普通的旧铁,也可以这样做,在过去几年中引发了一股研究。但是,虽然被发现更高效的铁碳碳,但科学家需要准确地了解这些分子在原子水平上的工作,以便为其进行顶级性能。

现在研究人员在能量的SLAC国家加速器实验室部门使用了X射线激光器,观察光线击中铁菜时会发生什么。他们发现它可以以两种竞争方式响应,其中一个只允许电子流入设备或所需的反应。在这种情况下,该分子占据了大约60%的时间的能源路径。该团队于2020年1月31日在自然通信中发表了结果。

要将其在SLAC脉冲研究所的研究人员领导的国际团队,以SLAC检查的X射线激光脉冲来自实验室的LINAC相干光源(LCLS)的X射线激光脉冲,这是由斯坦福脉冲研究所领导的国际团队。它们同时测量了两个单独的信号,揭示了分子原子核的移动方式以及其电子如何进出铁 - 卡宾键。

结果表明,电子储存在足够长的卡宾附件中,以便在约60%的时间内进行有用的工作;其余的时间它们过早回到铁原子,没有完成。

Pulse的Kelly Gaffny表示,这项研究的长期目标是接近100%的电子来留在碳酸盐上更长的时间,因此来自光的能量可用于推动化学反应。为此,科学家需要找到用于剪裁铁菜分子的设计原则,以最高效率开展特定工作。

参考:“Fe Carbene Photositizer中的振动波峰动力学用Femtosecond X射线发射和散射测定”由Kristjan Kunnus,Morgane Vacher,Tobias CB Harlang,KsperS.Kjær,Kristoffer Haldrup,Elisa Biasin,蒂姆B.Van Driel,MátyásPápai,Pavai Chabera,Yizhu Liu,Hideyuki Tatsuno,Cornelia Timm,埃里克Källman,Mickaël塞尔塞伊,罗伯特W. Hartsock,Marco E. Reinhard,Sergey Koroidov,Mads G. Laursen,Frederik B. Hansen,Peter Vester,Morten Christensen,Lise Sandberg,Zoltán Németh,DorottyaSárosinészemes,évabajnóczi,罗伯托阿隆郡,詹姆斯M. Glownia,Silke Nelson,Marcin Sikorski,Dimosthenis Sokaras,Henrik T. Lemke,Sophie E. Canton,KlausB.Møller,Martin M.Nielsen,GyörgyVankó ,VillySundström,普利·普敦,马库斯·伦德·德尔森,Jens Uhlig和Kelly J. Gaffney,1911年1月31日,自然信息,VillySundström。
10.1038 / S41467-020-14468-W

脉冲博士后研究员Kristjan Kunnus领导了本研究的分析,该研究是在LCLS和SLAC的斯坦福Synchrotron辐射源(SSRL),两家科学用户设施办公室。瑞典隆德大学的研究人员编制了分析样本,丹麦丹麦技术大学瑞典的分析样本,哥本哈根大学技术大学,Wigner研究中心,匈牙利Eli-Hu非营利有限公司德国德国Elektronen-Synchrotron(斯瓦西)也为研究造成了贡献。大量资金来自美国能源部科学办公室。

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