Химические преобразователи солнечной энергии

Две π-связи в этих реакциях преобразуются в две σ-связи с образованием циклобутанового производного.

Один из наиболее перспективных объектов для такого рода превращений -норборнадиен, а также некоторые его производные.

Реагентами для получения норборнадиен производных являются крупнотоннажные продукты органического синтеза — циклопентадиен и ацетилен. Они могут быть легко синтезированы по реакции дневного синтеза.

Норборнадиен является своего рода уникальной молекулой. Это редкий пример, когда такое расположение двойных связей (1,4 — диеновых углеводородов) является

наиболее термодинамически устойчивым.

Рассмотрим эффект превращения более детально.

Наилучшие результаты превращения достигаются при использовании сенсиблизаторов, какими являются — солей меди или фенилкетоны. Низкий квантовый выход, которым характеризуется фотопревращение незамещённого норборнадиена в квадрициклан может быть значительно повышен при использовании таких сенсибилизаторов.

Конечно, имеются недостатки и при таком методе, которые затрудняют практическое использование такого рода сенсибилизаторов:

  • сенсабилизаторы оказывают действие только в УФ — области спектра;
  • комплексы Cu (|) окисляются до соединений Cu (||), которые не не проявляют фотоактивности;

при химическом взаимодействии кетонов с норборнадиеном при облучении, образуются продукты фотоприсоединения.

4.Заключение.

Если идти от частного к общему, оценивая фотохимические методы, которые позволяют весьма избирательно подводить энергию и использовать её в химических превращениях на примере системы норборнадиен — квадрициклан, очевидна практическая ценность таких методов. Надо сказать, что уже сейчас в некоторых развитых странах проводятся разработки малогабаритных экспериментальных установок, для обогрева зданий, садовых домиков, теплиц, работающих на норборнадиене. Создание малогабаритных установок оправдывает свое существование, несмотря на высокие расходы, уже сейчас, например, для солнечных регионов, удалённых от других источников энергии, для искусственных спутников.

И тем не менее в в крупномасштабном производстве, где ещё не решены сложные сопутствующие технические проблемы, фотохимические процессы имеют

подчинённое значение. Необходима дальнейшая разработка и модификация таких систем. Кроме того, крупномасштабное использовании тепловой энергии, выделяющейся при каталитическом превращении квадрициклана в норборнадиен, пока не выгодно с экономической точки зрения. Затраты на производство водяного пара (тепло), с помощью перечисленных методов, превышают в 50−100 раз затраты на производство тепла традиционными методами.

Уже определены направления усовершенствования и поставлены задачи. Это — удешевление синтеза производных норборнадиена, обладающих подходящими спектральными характеристиками, повышение квантового выхода и конверсии норборнадиена в каждом цикле, увеличение числа рабочих циклов до 10 000 и выше.

Большое влияние на поиск новых решений в области использования солнечной энергии оказывает глобальная экологическая проблема истощения ресурсов и загрязнения окружающей среды. А солнечная энергия представляет собой как бы безынерционный химический реагент, не дающий отходов.

Список литературы:

1. Беккер Г. О. Введение в фотохимию органических соединений. Химия1976.

2. Флид В.Р. Журнал общей химии.1992.

3. Эткинс П. Физическая химия. Мир, 1980.

4. Брень В. А. Успехи химии.1991.



Теги: энергии