Chromium by mohlo způsobit revoluci v solárních panelech

Některé z nejdražších a obtížně dostupných materiálů, které se nacházejí v obrazovkách smartphonů a solárních článcích, mohou být brzy vyřazeny z nabídky levnější, exponenciálně častější náhrady. Tato náhražka není nový objev – ve skutečnosti je nejčastěji spojována s kuchyňskými spotřebiči a motocykly.

Kdykoli je firemní lednička, nářadí nebo jiný předmět inzerován jako „nerezová ocel“, mohou děkovat chrómu. Výrobci již dlouho oceňují antikorozní vlastnosti tvrdého lesklého kovu a jeho přidání do oceli mu umožňuje odolávat degradaci a matování. Mezitím galvanické pokovování tenké vrstvy chrómu na povrchu jiného kovu vytváří to, co je běžně známé jako chromování – například motocykly Harley-Davidson nebo auta s hot-rodem. Chrome dokáže odrazit až 70 procent světla viditelného spektra a také 90 procent infračerveného záření.

Podle zjištění nedávno zveřejněných v Přírodní chemie z týmu na švýcarské univerzitě v Basileji pečlivé nahrazování chrómu do katalyzátorů a luminiscenčních materiálů také funguje téměř stejně dobře jako jejich tradiční součásti z ušlechtilých kovů, osmium a ruthenium, ale za zlomek ceny. A co víc, chrom je v zemské kůře 20 000krát častější než kterákoli ušlechtilá meta – obě jsou téměř tak vzácné jako zlato nebo platina.

[Related: Solar panels are getting more efficient, thanks to perovskite.]

Tak jako The Independent Jak bylo vysvětleno 14. srpna, tým nejprve vložil atomy chrómu vedle vodíku, uhlíku a dusíku do tuhého molekulárního rámce. V tomto poli byl chrom mnohem reaktivnější než jeho protipóly z ušlechtilých kovů, přičemž současně udržoval ztráty energie na minimu během molekulárních vibrací.

Když je sloučenina chrómu ozářena červenou lampou, uchovává energii ve svých molekulách pro případné pozdější využití, podobně jako při fotosyntéze rostlin. „Z tohoto důvodu je zde také potenciál využít naše nové materiály v umělé fotosyntéze k výrobě solárních paliv,“ uvedl v nedávném prohlášení Oliver Wenger, vedoucí výzkumu a profesor katedry chemie na univerzitě v Basileji.

Ačkoli předchozí výzkum alternativ ušlechtilých kovů zkoumal potenciál použití železa a mědi k určitému úspěchu, zdá se, že chrom zpočátku funguje mnohem lépe než obě možnosti. Wenger však připouští, že „se zdá nejasné, který kov nakonec vyhraje závod, pokud jde o budoucí aplikace v luminiscenčních materiálech a umělé fotosyntéze“.

Do budoucna Wengerův tým doufá, že rozšíří svůj výzkum, aby mohl být testován v jiných aplikacích, což by mohlo umožnit molekulám zářit napříč barevným spektrem, včetně červených, zelených a modrých odstínů. Navíc optimalizace jeho katalytických vlastností by jej mohla dále posunout směrem k životaschopnému alternativnímu materiálu pro použití v solárních energetických polích.