Konkret können die neuen Verbindungen die Edelmetalle Osmium und Ruthenium ersetzen, wie die Universität Basel in einer Mitteilung zu der im Fachblatt „Nature Chemistry“ erschienenen Studie schreibt. Beide diese Edelmetalle sind sehr selten und entsprechend teuer. Im Vergleich zu Osmium ist das Vorkommen von Chrom auf der Erde rund 20.000 Mal höher.
Um Bildschirme zum Leuchten zu bringen oder Solarenergie in Brennstoffe umzuwandeln, werden diese seltenen Edelmetalle bisher verwendet. Die neu geschaffenen Chrom-Verbindungen haben laut der Studie jedoch nahezu gleich gute Leuchtstoffeigenschaften wie die bisher verwendeten Osmium-Verbindungen.
Effiziente Katalysatoren
Darüber hinaus haben sich die neuen Materialien laut der Studie als effiziente Katalysatoren für fotochemische Reaktionen erwiesen. Werden sie mit einer roten Lampe bestrahlt, kann die Energie des Lichts in Molekülen gespeichert werden, die wiederum als Brennstoff für andere Prozesse dienen können. „Hier besteht also Potenzial, unsere neuen Materialien in der künstlichen Fotosynthese einzusetzen, um solare Brennstoffe herzustellen“, so Forschungsgruppenleiter Oliver Wenger.
Die Forscherinnen und Forscher aus Basel verpackten dafür die Chrom-Atome in ein organisches Molekülgerüst aus Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff. Dieses Gerüst erlaube es, Energieverluste durch unerwünschte Schwingungen zu minimieren und die Leichtstoff- und Katalyseeigenschaften zu optimieren.
Das Gerüst, das das Team für Chrom gebaut hat, sei aber aufwendiger, als das Gerüst für Edelmetalle. Darin bestehe auch der Nachteil der neuen Chrom-Materialien. Dafür habe sich Chrom im Gerüst aber unter Bestrahlung mit Licht als viel reaktionsfreudiger erwiesen als Edelmetalle. Das ermögliche fotochemische Reaktionen, die ansonsten schwierig anzustoßen seien.