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新分子开发用于在化学键中存储太阳能

时间：2022-05-09 09:25:02 来源：

Linköping大学的研究人员开发了一种分子，可吸收来自阳光的能量，并将其存放在化学键中。可能的长期使用分子是有效地捕获太阳能，并将其储存以供以后的消耗。

地球从太阳中获得多次的能量比我们人类可以使用。这种能量被太阳能设施吸收，但太阳能之一是为了有效地存储它，使得当太阳不闪亮时能量可用。这是Linköping大学的LED科学家探讨了在新分子中捕获和储存太阳能的可能性。

Bo Durbeej和他的团队使用高级计算机模拟化学反应，该化学反应在Linköping的国家超级计算机中心（NSC）中进行。

“我们的分子可以采用两种不同的形式：可以从阳光中吸收能量的母形式，以及父母形式的结构已经改变并变得更加富有能力的替代形式，同时保持稳定。这使得能够有效地将能量存放在阳光下，“Linköping大学物理学，化学和生物学系的计算物理学教授Bo Durbeej说，以及该研究的领导者。

博·德国。

该分子属于称为“分子照片开关”的群体。这些始终以两种不同的形式提供异构体，其化学结构不同。两种形式具有不同的性质，并且在刘研究人员开发的分子的情况下，这种差异在能量含量中。

所有照片开关的化学结构受光能的影响。这意味着可以通过照明它来改变该结构和因此的特性。用于光照开关的一个可能的应用领域是分子电子器件，其中两种形式的分子具有不同的电导率。另一个区域是PhofOpharmacology，其中一种形式的分子是药理学上活性的，并且可以与体内的特定靶蛋白结合，而其他形式是无活性的。

理论化学的研究涉及超级计算机的高级模拟。

在实验完成的研究中是常见的，并且理论上的作品随后证实了实验结果，但在这种情况下，程序逆转。Bo Durbeej和他的团队在理论化学中工作，并进行化学反应的计算和模拟。

这涉及先进的计算机模拟，这些计算机模拟在Linköping的国家超级计算机中心NSC的超级计算机上执行。该计算表明，研究人员已经发展的分子将经历它们所需的化学反应，并且它将在200飞秒内极快地进行。然后，他们的同事匈牙利自然科学研究中心能够建立分子，并执行确认理论预测的实验。

博·德国。

为了在分子中存储大量的太阳能，研究人员试图尽可能大的两种异构体之间的能量差。它们的分子的母体形式非常稳定，通过说分子是“芳香”，表示有机化学中的性质。基本分子由三个环组成，每个环是芳香族的。然而，当吸收光时，芳香性丢失，使得分子变得更加富含能量。

刘研究人员在他们的学习中展示在美国化学学会杂志上，即分子的芳族和非芳香状态之间切换的概念在分子照片开关的领域具有主要潜力。

“大多数化学反应在分子具有高能量并且随后通过低能量的条件开始。在这里，我们进行对面 - 具有低能量的分子成为高能量的分子。我们希望这是困难的，但我们已经表明，这种反应可以快速有效地进行，“Bo Durbeej说。

研究人员现在将如何以最佳方式检查储存能量如何从富含能量的富含能量的形式释放。

参考：“芳香性的芳香性变化促进了二苯基苯交换机的电闭合”By Baswanth奥古本蒂，PéterPálKalapos，VaradaBhargav，Gábor伦敦和博·德尔·伦敦和博·德伦伦敦，20020年7月15日，美国化学学会.DOI：
10.1021 / jacs.0c06327

该研究已收到Olle Engkvist Foundation，瑞典研究委员会，匈牙利科学院的奥勒恩基斯基金会以及国家研究，开发和创新办公室，匈牙利。国家超级计算机中心，NSC，慷慨地提供计算时间。

由KarinSöderlundLeifler撰写并由George Farrants翻译成英语。


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