Harvesting of solar energy by spiropyran/merocyanine photoacidic nanosystems (MEROSUN)

Dettagli

Settore ERC: PE5 - Synthetic Chemistry and Materials
Sottosettore ERC: PE5_16 - Supramolecular chemistry
Data avvio progetto: 30/11/2023
CUP: D53D23016910001
Sostegno finanziario ricevuto: €60.000,00

Descrizione e scopo

Mentre il fotovoltaico solare sta assumendo un ruolo sempre più importante nel mercato energetico globale, i costi e i benefici del riciclaggio del silicio cristallino sono ancora oggetto di dibattito. Nuovi approcci in grado di sfruttare l'energia solare potrebbero dare nuovo slancio alle tecnologie energetiche sostenibili. MEROSUN creerà progetti alternativi alle celle solari convenzionali. Il progetto prevede lo sviluppo di nuove celle fotoelettrochimiche a base acquosa che funzionano sfruttando i gradienti di protoni fuori equilibrio.

Finalità

Le celle saranno costituite da nanosistemi fotoacidi a base di spiropirano/merocianina, ovvero sistemi sensibili alla luce che possono essere programmati per generare gradienti di protoni in seguito all'assorbimento della luce solare. Rispetto alle tecnologie esistenti, le celle solari qui previste sono costituite da componenti economici e riciclabili, che possono essere facilmente collegati in serie e/o in parallelo per realizzare moduli scalabili.

Risultati attesi

MEROSUN accetta la sfida di evolvere tali sistemi chimici fotosensibili in una tecnologia di raccolta della luce pulita e conveniente. Condurremo studi sulla relazione struttura-funzione per identificare fotoacidi a base di merocianina caratterizzati da una maggiore solubilità in acqua e stabilità chimica. Un altro obiettivo è quello di progettare e sintetizzare ospiti supramolecolari selettivi che aumentino la loro (foto)stabilità e amplifichino la differenza di pH ottenibile in seguito all'assorbimento della luce solare.

Risultati raggiunti

Abbiamo sintetizzato una piccola famiglia di nuove molecole di spiropirano che hanno mostrato una fotoacidità e una stabilità promettenti in condizioni idrolitiche. Parallelamente, sono stati sintetizzati cinque nuovi macrocicli a base di calix[6]arene, caratterizzati con tecniche analitiche comuni. La sintesi è stata guidata dall'analisi DFT. Gli studi di complessazione di tali sistemi saranno eseguiti nei prossimi mesi.