Os carbenos de ferro são complexos de coordenação que contêm um átomo de carbono ligado a um átomo de ferro. Eles são de interesse no campo da conversão de energia solar porque têm o potencial de armazenar energia da luz solar na forma de ligações químicas.

Quando um carbeno de ferro é exposto à luz, a energia da luz é absorvida pelo complexo e usada para excitar um elétron do átomo de ferro para o átomo de carbono. Isso cria um estado de carga separada, no qual o átomo de ferro tem carga positiva e o átomo de carbono tem carga negativa.

O estado de carga separada é instável e eventualmente relaxará de volta ao estado fundamental, liberando a energia armazenada na forma de calor. No entanto, se o estado de carga separada puder ser estabilizado, a energia da luz poderá ser armazenada por um longo período de tempo.

Uma maneira de estabilizar o estado de carga separada é usar um ligante que possa doar elétrons ao átomo de ferro. Isso ajudará a reduzir a carga positiva do átomo de ferro e a tornar o estado de carga separada mais estável.

Outra forma de estabilizar o estado de carga separada é usar um solvente que possa solvatar os íons. Isso ajudará a reduzir as interações entre os íons e a tornar o estado de carga separada mais estável.

Os carbenos de ferro têm potencial para serem materiais eficientes de armazenamento de energia solar, mas ainda não são tão eficientes quanto poderiam ser. Um dos desafios é que o estado de carga separada nem sempre é estável e pode retornar rapidamente ao estado fundamental. Outro desafio é que os carbenos de ferro não são muito solúveis em solventes, o que dificulta sua utilização em aplicações práticas.

Os pesquisadores estão trabalhando para melhorar a eficiência dos carbenos de ferro como materiais de armazenamento de energia solar. Ao estabilizar o estado de separação de cargas e aumentar a solubilidade dos complexos, é possível criar sistemas de armazenamento de energia solar mais eficientes.