太陽能儲存：利用可見光催化鹵素離子之氧化

本計畫致力於提高太陽能儲存之效率。我們使用激發-淬熄反應機制，利用釕金屬聯吡啶錯合物作為催化劑的鹵素離子之氧化反應。 太陽能轉換主要需要是藉由可見光將物質的電子分離，形成化學能，直到需要它們提供能量時再結合。因而我們將反應分為兩邊，氧化端和還原端，本計畫成果著重在氧化端。 氧化端的反應設計為利用被光激發-淬熄產生的氧化態釕聯吡啶錯合物，高氧化電位之 [Ru(bpy)2(deeb)]2+、Ru(deeb)2(dmbpy)]2+、[Ru(deeb)2(bpy)]2+、和 [Ru(deeb)3]2+ 等錯合物作為光反應之催化劑，Co(NH3)5Cl2+ 作為犧牲淬熄劑。 水相反應可減少不需要的溶劑汙染。在水溶液中，氧化碘離子是熱力學上最容易的反應，只要有適當的淬熄物，氧化反應即可進行。測量水相淬熄物和釕金屬聯吡啶錯合物之反應速率是此部分之實驗重點。 在水相中進行反應尚有一優勢，碘分子在有機溶劑-己烷中的溶解度較大，可利用此特性將產物分離出水相。光化學反應之催化轉換率(TON)，因此而大大提升，當使用 [Ru(bpy)2deeb]2+ 為催化劑時，TON可高達1351。