Por primera vez, Los investigadores han logrado crear una molécula de hierro que puede funcionar como fotocatalizador para producir combustible y en células solares para producir electricidad. Los resultados indican que la molécula de hierro podría reemplazar los metales más caros y raros que se utilizan en la actualidad.

Algunos fotocatalizadores y células solares se basan en una tecnología que involucra moléculas que contienen metales, conocidos como complejos metálicos. La tarea de los complejos metálicos en este contexto es absorber los rayos solares y utilizar su energía. Los metales en estas moléculas plantean un problema importante, sin embargo, ya que son metales raros y caros, como el rutenio, metales nobles, osmio e iridio.

"Nuestros resultados ahora muestran que al utilizar un diseño avanzado de moléculas, es posible reemplazar los metales raros con hierro, que es común en la corteza terrestre y, por lo tanto, barato, "dice el profesor de química Kenneth Wärnmark de la Universidad de Lund en Suecia.

Junto con colegas, Kenneth Wärnmark ha trabajado durante mucho tiempo para encontrar alternativas a los metales caros. Los investigadores se centraron en el hierro que, con su predominio del seis por ciento en la corteza terrestre, es significativamente más fácil de obtener. Los investigadores han producido sus propias moléculas a base de hierro cuyo potencial de uso en aplicaciones de energía solar ha sido probado en estudios previos.

En este nuevo estudio, los investigadores han dado un paso más y han desarrollado una nueva molécula a base de hierro con la capacidad de capturar y utilizar la energía de la luz solar durante un tiempo suficientemente largo para que reaccione con otra molécula. La nueva molécula de hierro también tiene la capacidad de brillar el tiempo suficiente para permitir a los investigadores ver la luz a base de hierro a simple vista a temperatura ambiente por primera vez.

"El buen resultado depende de que hayamos optimizado la estructura molecular alrededor del átomo de hierro, "explica su colega Petter Persson de la Universidad de Lund.

El estudio ahora se publica en la revista Ciencias . Según los investigadores, la molécula de hierro en cuestión podría utilizarse en nuevos tipos de fotocatalizadores para la producción de combustible solar, ya sea como hidrógeno a través de la división del agua o como metanol a partir de dióxido de carbono. Es más, los nuevos hallazgos abren otras áreas potenciales de aplicación para las moléculas de hierro, p.ej. como materiales en diodos de luz (LED).

Lo que sorprendió a los investigadores de Lund es que obtuvieron buenos resultados con tanta rapidez. En poco más de cinco años, lograron hacer que el hierro fuera interesante para aplicaciones fotoquímicas, con propiedades en gran parte tan buenas como las de los mejores metales nobles.

"Creímos que tomaría al menos diez años, "dice Kenneth Wärnmark.