Photochemistry surya hemat energi dengan konsentrator surya luminescent – Sains Terkini


Matahari adalah sumber energi paling berkelanjutan yang tersedia di planet kita dan dapat digunakan untuk menggerakkan reaksi fotokimia. Dalam jurnal Angewandte Chemie, para ilmuwan menghadirkan photomicroreactor yang dapat diterapkan secara luas dan hemat biaya. Ini didasarkan pada "Konsentrator Surya Luminescent," yang memanen, mengubah, dan membuat foton tersedia untuk reaksi kimia. Dengan demikian, para peneliti dapat mensintesis berbagai zat, termasuk dua obat-obatan.

Sampai saat ini, penelitian tentang penggunaan sinar matahari telah berfokus pada listrik tenaga surya, panas matahari, dan bahan bakar matahari, sementara sintesis bahan kimia bertenaga surya masih dalam masa pertumbuhan. Energi cahaya dapat memicu reaksi kimia; misalnya, dengan menggerakkan katalis ke keadaan tereksitasi dan dengan demikian mempercepat suatu reaksi atau bahkan membuatnya memungkinkan sejak awal. Namun, matahari sebagai sumber cahaya tidak menguntungkan dalam hal tertentu karena sebagian besar iradiasi spektral matahari (fluks radiasi yang diterima oleh permukaan per satuan luas) berada dalam kisaran terlihat relatif sempit. Selain itu, fluktuasi iradiasi disebabkan oleh fenomena seperti awan yang lewat.

Para ilmuwan dari Eindhoven University of Technology (Belanda) dan Max-Planck Institute of Colloids and Interfaces (Potsdam, Jerman) sekarang menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa beragam transformasi berbasis foton dapat secara efisien didukung oleh iradiasi matahari. Rahasia kesuksesan adalah "photomicroreactor" yang dirancang khusus dan hemat biaya berdasarkan konsentrator surya luminescent (LSCs).

LSC terdiri dari pelat penuntun cahaya yang terbuat dari polimetilmetakrilat (PMMA) yang diolah dengan luminofor khusus yang menangkap foton dari spektrum surya dan kemudian melepaskannya sebagai fluoresensi dengan karakteristik panjang gelombang yang lebih panjang untuk digunakan oleh luminofor. Dengan cara ini, sinar matahari dikonsentrasikan ke dalam rentang panjang gelombang yang sempit, dan fluktuasi siang hari dan fluktuasi bergantung pada distribusi spektral menjadi diabaikan.

Saluran kecil yang terbuat dari polimer tahan pelarut tertanam ke dalam pelat LSC, yang berisi campuran reaksi. Sebuah sensor cahaya yang memantau intensitas cahaya dihubungkan ke sirkuit terintegrasi yang secara mandiri mengatur laju aliran campuran: semakin rendah intensitas cahaya semakin lambat campuran melewati saluran, sehingga menerima dosis cahaya yang diperlukan untuk hasil reaksi yang memadai. Dengan demikian, fluktuasi iradiasi sinar matahari dikompensasi dan kualitas produk tetap konsisten.

Pemilihan luminofor doping tergantung pada panjang gelombang yang dibutuhkan untuk eksitasi katalis. Tim yang dipimpin oleh Timothy Noel menghasilkan reaktor LSC merah, hijau, dan biru untuk reaksi yang dikatalisis oleh fotokatalis metilen biru untuk perangkat merah, eosin Y dan rose Bengal untuk kompleks hijau, dan kompleks logam berbasis rutenium untuk reaktor biru. "Menggunakan perangkat ini, kami berhasil mensintesis ascaridole obat antiworm dan zat antara artemisinin obat antimalaria, selain yang lain," kata Noel. "Pendekatan produksi berbasis surya sangat diminati untuk produk-produk dengan nilai tambah tinggi, seperti bahan kimia, obat-obatan, dan wewangian. Itu akan sangat cocok untuk pengaturan sumber daya yang terbatas."

Referensi:

Material disediakan oleh Wiley. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.