Energía sostenible: los investigadores descubren nuevas formas de controlar la absorción de la luz con compuestos de hierro

Emocionantes posibilidades para las tecnologías sostenibles

13.09.2024

Configuración espectroscópica para analizar las interacciones de la luz, como la absorción y la reflexión.

Sven Döring, Leibniz-IPHT

Un equipo de investigadores de Jena y Ulm ha desarrollado un método innovador para influir con precisión en las propiedades de los materiales que absorben la luz, los llamados cromóforos. Se han centrado en compuestos específicos de hierro y han demostrado que pequeños cambios en su estructura química pueden controlar su reacción a la luz. Los resultados se han publicado en la revista Journal of the American Chemical Society.

Científicos del Instituto Leibniz de Tecnología Fotónica (Leibniz IPHT) y de las Universidades de Jena y Ulm han demostrado que las propiedades de compuestos de hierro especiales que absorben la luz pueden verse influidas por pequeños cambios en su estructura química. Estos cambios afectan a la llamada segunda esfera de coordinación, una región de la molécula que no está directamente unida al átomo de hierro pero que, sin embargo, influye en su comportamiento. Al añadir protones, los compuestos de hierro reaccionan de forma diferente a la luz que absorben. Estos hallazgos son importantes porque los complejos de hierro pueden utilizarse como alternativa ecológica y fácilmente disponible a los complejos de metales raros como el iridio o el rutenio en la conversión de luz en energía.

Cómo absorben y manipulan la luz los compuestos de hierro

Los cromóforos son moléculas que absorben la luz y pueden liberar la energía absorbida, por ejemplo, por transferencia de electrones. Esta capacidad de los complejos para transferir electrones a un compañero de reacción tras la absorción de luz es de gran importancia, especialmente en fotocatálisis, pero también en fotovoltaica. El equipo del Centro de Investigación en Colaboración (CRC) CataLight de las Universidades de Ulm y Jena ha demostrado ahora que los compuestos de hierro no sólo absorben la luz con eficacia, sino que sus propiedades pueden adaptarse específicamente mediante modificaciones químicas sencillas, como la adición o eliminación de protones.

"Hemos demostrado por primera vez que podemos controlar con precisión la absorción de luz de los complejos de hierro a través de su entorno molecular, lo que abre interesantes posibilidades para las tecnologías sostenibles", afirma el Prof. Dr. Benjamin Dietzek-Ivanšić, portavoz del CRC CataLight e investigador del Leibniz IPHT y la Universidad de Jena.

Allanar el camino para soluciones energéticas sostenibles

Estos nuevos conocimientos sientan las bases para futuros estudios que optimicen aún más los compuestos de hierro para su uso en fotovoltaica, catálisis y otros procesos químicos sostenibles. Mientras que las investigaciones anteriores se han centrado a menudo en materiales caros, este descubrimiento del equipo de Jena y Ulm presenta una alternativa rentable y respetuosa con el medio ambiente.

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Publicación original

Kamil Witas, Shruthi Santhosh Nair, Tamar Maisuradze, Linda Zedler, Heiner Schmidt, Pablo Garcia-Porta, Alexandra Stefanie Jessica Rein, Tim Bolter, Sven Rau, Stephan Kupfer, Benjamin Dietzek-Ivanšić, Dieter U. Sorsche; "Beyond the First Coordination Sphere─Manipulating the Excited-State Landscape in Iron(II) Chromophores with Protons"; Journal of the American Chemical Society, Volume 146, 2024-7-11

https://www.quimica.es/noticias/1184417/energia-sostenible-los-investigadores-descubren-nuevas-formas-de-controlar-la-absorcion-de-la-luz-con-compuestos-de-hierro.html