Fotokimya alanında uzun süredir hakimiyetini koruyan pahalı soy metallere karşı güçlü bir alternatif geliştirildi. Johannes Gutenberg Üniversitesi Mainz (JGU) Kimya Bölümü araştırmacıları, Dünya'da rutenyumdan 100 bin kat daha fazla bulunan ve çok daha ucuz olan manganezi kullanarak rekor kıran bir başarıya imza attı. Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışma, ışık odaklı kimyada yeni bir standart belirliyor.
SENTEZ SÜRECİNDE BÜYÜK KOLAYLIK
Manganez, bolluğuna rağmen fotokimyasal sistemlerde bugüne kadar verimli kullanılamıyordu. Önceki çalışmalar, dokuz veya on adımlı karmaşık sentez süreçleri gerektiriyor ve elde edilen malzemeler kısa ömürlü oluyordu.
JGU ekibi ise bu engelleri aşarak malzemeyi ticari bileşenlerden tek bir adımda üretmeyi başardı. Araştırma ekibinden Dr. Nathan East, ‘Yeni geliştirilen manganez kompleksi, hem karmaşık üretim sürecini basitleştiriyor hem de performans zorluklarının üstesinden geliyor’ değerlendirmesinde bulundu.
REKOR KIRAN 'UYARILMIŞ DURUM' ÖMRÜ
Geliştirilen kompleksin en dikkat çekici özelliği, ışığı emdikten sonra enerji transferi için kritik olan ‘uyarılmış durum’ süresinin uzunluğu. Baş spektroskopist Dr. Robert Naumann, "Kompleksin 190 nanosaniyelik ömrü dikkat çekici. Bu, demir veya manganez içeren daha önce bilinen komplekslerden iki kat daha uzun" dedi.
Bu uzun süre, katalizörün elektron transferi yaparak kimyasal reaksiyonu başlatması için hayati önem taşıyor. Profesör Katja Heinze ise fotoreaksiyonun ilk ürünü olan elektron transferini tespit ettiklerini ve kompleksin istenildiği gibi çalıştığını doğruladı.
SÜRDÜRÜLEBİLİR HİDROJEN ÜRETİMİ HEDEFİ
Yapılan deneylerde, renksiz manganez tuzunun özel bir ligandla birleştiğinde mürekkep benzeri yoğun mor bir renge dönüştüğü ve ışık enerjisini olağanüstü verimlilikle kullandığı gözlemlendi. Basit üretimi, düşük maliyeti ve kararlı yapısıyla bu yeni malzemenin, özellikle sürdürülebilir hidrojen üretimi gibi büyük ölçekli fotokimyasal teknolojilerde kullanılması hedefleniyor.
