Hammarström Group - fortsättning

Artificiell fotosyntes och (Control Electron Transfer) 

Inom projektet Artificiell fotosyntes studerar vi processer baserade på principerna om naturliga fotosyntesen. Ett långsiktigt mål är att konstruera ett syntetisk, fotokemisk system som omvandlar solenergi till ett lagringsbart bränsle. Huvudprinciperna är (1) ljusabsorption av molekylära färgämnen; (2) fotoinducerad elektronöverföring från färgämnet i flera steg som leder till separation av reducerande och oxiderande medel; (3) användning av de reducerande ekvivalenter för att producera ett bränsle, såsom H2 eller en alkohol; (4) användning av oxiderande medel att dela vatten till O2 och därmed utvinna de elektroner och protoner som behövs för bränsleproduktion. Vi samarbetar i stor utsträckning inom det svenska Konsortiet för artificiell fotosyntes (CAP) samt med flera internationella parter. 

Elektronöverföring reaktioner är kritiska för att omvandla ljusenergi till kemisk energi. Fotoinducerad elektronöverföring kan leda till debitera separation av en enda elektron-hål-par. Men bränsleproduktion och vatten delning är flerelektron reaktioner, som dessutom är kopplade till protonöverföring. Våra studier är inriktade på design och studier av molekylära system för styrning överföring fotoinducerad elektron och proton-kopplade elektronöverföring, och för koppling fotoinducerad laddningsseparation till flerelektron reaktioner.

Vi studerar också syntetiska katalysatorer för H2 produktion och vattendelning för att förstå den katalytiska cykeln. Genom en kombination av spektroskopiska, fotokemiska och elektrokemiska metoder fånga vi mellan och studera kritiska reaktionssteg. Vi använder ofta en biomimetisk förhållningssätt där våra resultat på syntetiska modellsystem kan jämföras med de av sina biologiska motsvarigheter.

Vi studerar elektronöverföringsdynamik i färgämnessensiterade solceller, huvudsakligen p-typ fotokatodmaterial (t.ex. NiO) som är baserade på hål-injektion. Dessa är mycket mindre studier än sina n-typ, fotokatodrör motsvarigheter (TiO2 etc) men öppen för möjligheten att tandemceller för högre solceller.Fotokatalys enheter-De kan också användas för solenergi bränslen generation där H2 produktion och vatten delning förekommer i separata halv -cell reaktioner. De nanostrukturerade oxider används som material med hög area för inledande färgämne-oxid laddningsseparation och laddningstransport, tillsammans med molekylära färgämnen och katalysatorer för lätta skörd och de katalytiska reaktioner, respektive.