Her kommer solen:en ny ramme for kunstig fotosyntese

Forskere har længe forsøgt at efterligne den proces, hvorved planter fremstiller deres eget brændstof ved hjælp af sollys, carbondioxid, og vand gennem kunstige fotosynteseapparater, men hvordan stoffer, kaldet katalysatorer, arbejder for at generere vedvarende brændstof, er stadig et mysterium.

Nu, -en PNAS undersøgelse ledet af Berkeley Lab - og understøttet af state-of-the-art materialekarakterisering ved Joint Center for Artificial Photosynthesis, kraftfulde røntgenspektroskopiteknikker ved den avancerede lyskilde, og superhurtige beregninger udført på National Energy Research Scientific Computing Center - har afsløret ny indsigt i, hvordan man bedre kan kontrollere koboltoxid, en af ​​de mest lovende katalysatorer for kunstig fotosyntese.

Når molekyler af koboltoxid cuban, så opkaldt efter dets otte atomer, der danner en terning, er i løsning, de katalytiske enheder støder til sidst ind i hinanden og reagerer, og dermed deaktivere.

For at holde katalysatorerne på plads, og forhindre disse kollisioner, forskerne brugte en metal-organisk ramme som stillads. Teknikken ligner, hvordan tetramangan, en metal-ilt katalysator i naturlig fotosyntese, beskytter sig selv mod selvdestruktion ved at gemme sig i en proteinlomme.

"Vores undersøgelse giver en klar, konceptuel plan for udvikling af næste generation af energikonverterende katalysatorer, " sagde Don Tilley, senior fakultetsforsker i Berkeley Labs Chemical Sciences Division og en med-korresponderende forfatter til undersøgelsen.