NUS kimyacıları, sudan hidrojen gazının görünür ışıkla çalışan katalitik üretimi için kovalent kovalent organik çerçeveler geliştirdiler.
Hidrojen gazı sürdürülebilir enerji uygulamaları için bir depolama ortamı olarak önem kazanmaktadır. Suyun hidrojen gazına ayrıştırılması için yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olan güneş ışığının kullanılması önemli bilimsel ilgiyi çekiyor. Bununla birlikte, sudan hidrojen gazına bu dönüşüm kendiliğinden gerçekleşmez. Su molekülünü bölmek için elektrik akımı görevi gören ışık kaynağı tarafından üretilen serbest elektron akışını içeren karmaşık bir sistem gerektirir .
Kimya Bölümü'nden Prof JIANG Donglin liderliğindeki araştırma ekibi, NUS, güneş enerjisini kullanarak sudan hidrojen gazı üretimi için karbon eşlenik kovalent organik çerçeveler (COF) kullanan yeni bir fotokatalist sınıfı geliştirdi . Araştırma ekibi, karbon esaslı yapı taşlarının topolojik olarak önceden tasarlanmış düzenli bir şekilde belirli bağlarla bağlandığı organik ancak sağlam bir malzeme inşa etti. Bu eşsiz moleküler yapı, iki boyutlu ağların istiflenmiş katmanlarına benzer ve güneş ışığını verimli bir şekilde hasat edebilir. Araştırmacılar, COF içerisine reaksiyon merkezleri olarak platin nanoparçacıkları yerleştirdiler ve gözle görülür ışık ışınımı altında (~ 420 nm), hidrojen gazı, beş saatlik bir süre zarfında 1.360 umol h-lg-l'lik bir sabit hızda üretildi.
Yeni geliştirilen fotokatalist, verimli bir şekilde sudan hidrojen gazı üretmesini sağlayan çeşitli moleküler mekanizmalara sahiptir . Düşük enerji bant aralıklarına π konjuge edilmiş sp2 karbon çerçevelerinden oluşur. Bu, ışığın görünürden yakın kızılötesi tayfa emilimine izin verir. Araştırmacılar ayrıca fotokatalizörün elektronik ve fotoelektrik özelliklerini sentetik olarak kontrol etmek için tabakalı iki boyutlu kafesin çevresini (en dış kenar konumu) elektron eksikliği olan birimlerle birlikte tasarladılar. Dahası, yapı yoğun π-dizilerini yoğunlaştırıp sipariş ettiğinden, bunlar eksileri (bir elektron-delik çiftinin bağlı bir halidir) göçü ve yük taşınımını kolaylaştırmak için yollar sağlar.
