科学家开发新型锰化合物可产生可持续发光材料和更高效的能量转化

巴塞尔大学的Oliver Wenger教授和他的博士生Patrick Herr领导的团队首次成功生产出发光的锰配合物，在寻求生产更可持续的发光材料和催化剂用于将阳光转化为其他形式的能量方面取得了重要进展。

用于人工光合作用的发光材料和催化剂通常含有稀有金属，如用于有机发光二极管的铱以及用于太阳能电池的钌。锰元素在地壳中的含量是铱的90万倍，毒性比铱要低得多，而且价格要便宜很多倍。新研制的锰配合物暴露于光会引起与钌或铱化合物相同的反应。相关研究成果发表在《自然化学》期刊上。

快速的光化学作用

目前，新的锰配合物的发光效率比铱化合物差。然而，人工光合作用所需的光驱动反应（例如能量和电子转移反应）是高速发生的。这是由于新配合物的特殊结构，导致在光激发下，电荷立即从锰转移到其直接键合伙伴。这种配合物的设计原理已经在某些类型的太阳能电池中使用，尽管到目前为止它主要以贵金属化合物为特色，有时也以不太贵的金属铜为基础的配合物。

防止不必要的振动

与贵金属化合物相比，吸收光能通常在廉价金属制成的复合物中引起更大的变形。因此，这些复合物开始振动，吸收的很大一部分光能被损失。研究人员能够通过将特制的分子成分加入复合物中来抑制这些扭曲和振动，从而迫使锰进入刚性环境。这种设计原理还增加了所得化合物的稳定性及其对分解过程的抵抗力。

到目前为止，还没有人成功地制造出含有锰的分子复合物，这种复合物可以在室温下在溶液中发光并具有这些特殊的反应特性。该研究团队这方面确实取得了突破。

在未来的研究项目中，研究团队希望提高新型锰配合物的发光性能，并将它们固定在适合用于太阳能电池的半导体材料上。其他可能的改进包括锰配合物的水溶性变体，它们可能在用于治疗癌症的光动力疗法中替代钌或铱化合物。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com

锰配合物首次显示出迄今为止主要与贵金属化合物相关的发光特性和光催化行为的类型。