Les cadres organiques covalents (COF) sont des composés organiques poreux et organisés qui peuvent convertir l’énergie solaire en carburants comme l’hydrogène.
Les scientifiques soulignent le potentiel d’une nouvelle filière de matériaux afin de convertir la lumière du soleil en carburant.
Qu’il s’agisse de la hausse des prix de l’énergie ou des problèmes dans les réseaux d’électricité, les conséquences associées aux problèmes énergétiques mondiaux sont difficiles à ignorer. Le besoin de sources de gaz alternatives est plus que jamais, mais, quelle que soit la popularité des systèmes de panneaux solaires, une grande quantité d’énergie solaire reste inexploitée. À ce stade, un groupe multinational de chercheurs découvre les recherches existantes sur les cadres organiques covalents (COF), un nouveau cours de substances absorbant la lumière, comme une option potentielle pour une production efficace de carburant solaire.
Les photocatalyseurs absorbent la puissance de la lumière pour produire une réaction chimique. Le photocatalyseur le plus connu est probablement la chlorophylle, le pigment écologique de la végétation qui aide à transformer le soleil en glucides. Alors que les glucides sont peut-être en perte de vitesse, la photocatalyse attire beaucoup plus d’attention que jamais. Dans le processus photocatalytique, des chutes douces sur un photocatalyseur, augmentent l’énergie des électrons et les amènent à rompre leurs propres liaisons et à passer librement à travers l’invite. Ces mauvaises particules «excitées» réagissent ensuite en utilisant les matières premières d’une réaction pour produire les éléments souhaités. Une priorité absolue dans les études neuro-scientifiques sur les énergies alternatives utilisant des photocatalyseurs afin de convertir l’énergie solaire en carburant, un processus connu sous le nom de “production solaire en carburant”. ”
Dans un article publié dans Revues de coordination en biochimie , Docteur Changlei Xia du Nanjing Forestry College, Chine ; Dr. Kent Kirlikovali de Collège du Nord-Ouest , ETATS-UNIS; Docteur Thi Hong Chuong Nguyen, Dr . Xuan Cuong Nguyen, le docteur Quoc Ba Tran et le Dr . Chinh Chien Nguyen via l’université ou le collège Duy Tan, Vietnam ; Dr. Minh Khoa Duong et Dr. Minh Tuan Nguyen Dinh à l’Université de De uma Nang, Vietnam ; Docteur Dang Le Attempt Nguyen de l’université ou du collège Lot Duc Thang, Vietnam ; Dr. Pardeep Singh et le docteur Pankaj Raizada via l’Université Shoolini, en Inde ; Dr. Van-Huy Nguyen de l’Université Binh Duong, Vietnam ; Docteur Soo Young Betty et Dr. Quyet Van Le par l’Université de Corée, Corée du Sud ; Dr. Laxman Singh de l’Université de Patliputra, Inde ; plus Dr. Mohammadreza Shokouhimer de l’Université nationale de Séoul, en Corée du Sud, a mis en évidence le potentiel des cadres organiques covalents (COF), un nouveau cours de composants absorbant la lumière, dans la création solaire-combustible.
Les scientifiques soulignent le potentiel d’une nouvelle classe associée aux matériaux pour transformer la lumière du soleil en gaz. Crédit : Collège Shoolini
Parce que le Dr. Pardeep Singh explique : « L’énergie solaire a été utilisée avec succès pour produire de l’électricité, mais nous ne sommes cependant pas en mesure de créer efficacement des combustibles liquides à partir de celle-ci. Ces sources d’énergie solaire, comme l’hydrogène, sont sûrement une source abondante d’énergie respectueuse de l’environnement, stockable et transportable. ”
La spécialité associée aux COF réside dans leur propre capacité à améliorer la catalyse et à ajouter des molécules substituantes exclusives connues sous le nom de « groupes fonctionnels » pour leur structure, fournissant une méthode autour des limitations associées aux photocatalyseurs existants. Cela est dû à certaines propriétés bénéfiques des COF telles que l’équilibre chimique, la porosité contrôlable et la forte délocalisation des électrons, qui les rendent plus stables.
Comme leur nom l’indique, les COF sont constitués de substances organiques qui sont liées conjointement dans une structure qui pourrait être adaptée pour s’adapter à de nombreuses applications. De plus, la délocalisation des électrons solides implique que, contrairement aux photocatalyseurs à semi-conducteurs, les électrons excités ne se recombinent qu’à moitié rarement, ce qui conduit à de mauvaises particules plus excitées pour la réaction chimique. Étant donné que ces réactions se produisent à la surface du photocatalyseur, la surface améliorée et la porosité flexible des COF sont un énorme avantage. Les photocatalyseurs COF trouvent une application dans la conversion de l’eau potable en hydrogène, ainsi que dans la production de méthane à partir de dioxyde de carbone, promettant ainsi le double avantage de produire de l’énergie et d’atténuer le réchauffement climatique. En outre, ils pourraient même aider à la fixation de l’azote, à la création de plastiques et au stockage associé aux gaz.
Un tout nouveau type de COF, les cadres triazines covalents (CTF), sont actuellement à la pointe de la recherche sur la fabrication de l’hydrogène. Les FFC possèdent 20 à 50 fois la possibilité de produire de l’hydrogène, par rapport aux photocatalyseurs graphitiques, ce qui en fait une stratégie très prometteuse pour la création future de carburant.
Cependant, avant de mettre le chariot à énergie solaire avant l’équidé, il est important de noter que les photocatalyseurs à base de COF sont à un stade précoce de développement et ne génèrent toujours pas de carburant aussi efficacement que leurs alternatives à base de semi-conducteurs. Néanmoins, leurs propriétés exceptionnelles et leur diversité structurelle en font des candidats attrayants pour la recherche à long terme du solaire au combustible et également une solution viable pour votre crise énergétique en cours. « Le problème le plus important est de découvrir des catalyseurs robustes dérivés des COF pour les programmes souhaités. On peut s’attendre à ce que les photocatalyseurs à base de COF atteignent un nouveau jalon dans les années à venir », conclut un bon Dr . Pankaj Raizada.
En effet, une autre basée sur l’énergie propre ne semble pas si loin !
Point de référence : « Les cadres organiques covalents émergents (COF) pour la production de sources d’énergie solaires » par Changlei Xia, Kent U. Kirlikovali, Thi Hong Chuong Nguyen, Xuan Cuong Nguyen, Quoc Ba Tran, Minh Khoa Duong, Minh Tuan Nguyen Dinh , Dang Le Three Nguyen, Pardeep Singh, Pankaj Raizada, Van-Huy Nguyen, Soo Younger Kim, Laxman Singh, Chinh Chien Nguyen, Mohammadreza Shokouhimehr plus Quyet Van The, 21 juillet 2021, Avis sur la chimie de la dextérité .
DOI : 10. 1016 / j. ccr. 2021. 214117
