Procedimiento de producción y de almacenamiento de energía eléctrica que utiliza unos complejos de un metal,

caracterizado porque se utiliza un complejo molecular de hierro que se deriva del ácido benzoico, comprendiendo este complejo por lo menos un ligando orgánico (L) de tipo benzoico hidrazida, y se crean unas reacciones de oxidorreducción en dicho complejo molecular de hierro exponiéndolo a la luz, protegido del aire, y recíprocamente al aire, protegido de la luz.

Procedimiento y dispositivo de producción y de almacenamiento de energía eléctrica.

5 Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción y de almacenamiento de energía eléctrica que utiliza complejos de un metal.

Se refiere asimismo a un dispositivo para la realización de este procedimiento de producción y de almacenamiento de energía eléctrica.

Técnica anterior

La bibliografía proporciona algunos ejemplos de reducción fotoinducida. Se pueden citar en particular los artículos siguientes: -D.A.S. Finden, E. Tipping, G.H.M. Jaworski y C.S. Reynolds, Nature, Vol. 309, 28 de junio de 1984-; -G.K. Oster, G. Oster, J. Am. Chem. Soc. 1959, 81, 5543-; -E.L. Wehr y , R. A. Ward, Inorg. Chem., 1971, 10, 12, 2660- ; -B.C. Faust y R. G. Zepp, Environ. Sci. Technol. 1993, 27, 2517-; -J. Sima y J. Makanova, Coordination Chemistr y Reviews, 160, 1997, 161-; -L. Emmenegger, R. Schonenberger, L. Sigg y B. Sulzberger, Limnol.

Oceanogr., 46 (1) , 2001, 49-; y -J, Sima, L. Horvathova, M. Izakovic, Monat. Chem., 2004, 135, 5-.

Por otra parte, la publicación Beghida et al., Comptes Rendus - Chimie, Elsevier, Paris, Vol. 10, nº 7, 13 de julio de 2007, enseña la posibilidad de utilizar unos ligandos que se derivan del ácido 2-hidroxi hidrazida benzoico para la elaboración de nuevos complejos moleculares magnéticos.

Además, la publicación J. Sima, M. Izakovic, M. Zitnanski, International Journal of Photoenergy, Vol. 2006, 2006, páginas 1 a 5, describe el mecanismo del procedimiento de desactivación de complejos de hierroIII formado con unos ligandos de tipo Benacen.

Sin embargo, ninguno de los sistemas descritos presenta una estabilidad suficiente que le permita una utilización al mismo tiempo en disolución y/o en el estado sólido.

Exposición de la invención

La presente invención se propone abrir una nueva vía en la elaboración de dispositivos fisicoquímicos simples y económicos para producir energía eléctrica utilizando la luz natural. Además, la presente invención responde íntegramente a los criterios de reconversión y/o de transformación impuestos en materia de preservación del medioambiente y de ausencia de perjuicio para la biosfera.

Este objetivo se alcanza mediante el procedimiento de la invención, tal como se define en el preámbulo, caracterizado porque se utiliza un complejo molecular de hierro que se deriva del ácido benzoico, comprendiendo este complejo por lo menos un ligando orgánico de tipo benzoico hidrazida, y porque se crean unas reacciones de oxidorreducción en dicho complejo molecular de hierro exponiéndolo a la luz, protegido del aire, y recíprocamente al aire, protegido de la luz.

45 De una manera particularmente ventajosa, dicho ligando orgánico se selecciona de entre la familia de ligandos definidos por la fórmula: Dicho complejo de hierro es preferentemente: o bien el complejo de hierro (Fe3+) definido por la fórmula [FeIII (HL) xCl, disolvente], o bien el complejo de hierro (Fe2+) definido por la fórmula [FeII (H2L) 2Cl2]. HL y H2L representan los dos estados químicos de un ligando orgánico tal como se ha definido anteriormente, según que esté complejado o bien con hierro oxidado, o bien con hierro reducido. Así, H2L corresponde a un estado en el que un átomo de hidrógeno está presente en el átomo de nitrógeno central, mientras que HL se refiere a un estado en el que el átomo de hidrógeno está ausente en este mismo átomo de nitrógeno.

Según un modo de realización, se produce una reducción del hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) xCl, 10 disolvente], en hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2] exponiéndolo a la luz y protegido del oxígeno.

Según otro modo de realización, se produce una oxidación del hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2] en hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) xCl, disolvente], creando un contacto químico o electroquímico con un oxidante, protegido de la luz.

De manera ventajosa, dicho oxidante se puede seleccionar de entre el grupo: O2, l2, Cu2+, Co3+, FeCl3, H+, manganato y permanganato, ferratos.

De manera ventajosa, se puede seleccionar dicho disolvente de entre los disolventes siguientes: la dimetilformamida 20 (DMF) , el tetrahidrofurano (THF) , el etanol, el agua.

Se alcanza asimismo mediante el dispositivo de la invención tal como se ha definido en el preámbulo, caracterizado porque comprende un complejo molecular de hierro que comprende por lo menos un ligando orgánico de tipo ácido benzoico hidrazida.

Dicho ligando orgánico se selecciona ventajosamente de entre la familia de ligandos definida por la fórmula siguiente:

Según una forma de realización particularmente ventajosa, dicho complejo de hierro es: o bien el complejo de hierro (Fe3+) definido por la fórmula [FeIII (HL) xCl, disolvente], o bien el complejo de hierro (Fe2+) definido por la fórmula [FeII (H2L) 2Cl2]. HL y H2L representan los os estados químicos de un ligando orgánico tal como se ha definido anteriormente, según que esté complejado o bien con hierro oxidado o con hierro reducido. Así, H2L corresponde a un estado en el que un átomo de hidrógeno está presente en el átomo de nitrógeno central, mientras que HL se refiere a un estado en el que el átomo de hidrógeno está ausente en este mismo átomo de nitrógeno.

Según una forma de realización, el dispositivo comprende ventajosamente unos medios para producir una reducción 40 del hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) xCl, disolvente], en hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2], implicando estos medios una exposición a la luz, protegido de un oxidante, de dicho complejo de hierro (Fe3+) .

Según otra forma de realización, el dispositivo comprende ventajosamente unos medios para producir una oxidación del hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2], en hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) 2Cl, disolvente], 45 implicando estos medios una acción de un oxidante adaptado, protegido de la luz, sobre dicho complejo de hierro (Fe2+) .

Breve descripción de las figuras y esquemas

50 La presente invención y sus ventajas se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente de varios modos de realización, dados a título de ejemplos no limitativos haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática que representa la transformación del complejo de hierro (Fe2+) en complejo

de hierro (Fe3+) y recíprocamente, 5

- la figura 2 es una vista que representa una molécula del complejo de hierro (Fe3+) ,

- la figura 3 es una vista que representa una molécula del complejo de hierro (Fe2+) , 10 -la figura 4 representa un ciclovoltamograma del complejo de hierro (Fe3+) ,

- la figura 5 representa las curvas intensidad/potencial medidas en electrodo casi estacionario vítreo para el complejo de hierro (Fe3+) y el complejo de hierro (Fe2+) , y

-la figura 6 representa esquemáticamente el proceso de reducción espontánea a la luz natural según la invención.

Diferentes maneras de realizar la invención

Se sabe, mediante diversas publicaciones, que los ligandos orgánicos de tipo ácido benzoico hidrazida complejan numerosos metales de transición tales como el hierro, el manganeso, en particular a sus grados de oxidación habituales, (2+) o (3+) . Estos ligandos que se derivan del ácido benzoico ya han sido sintetizados, purificados y caracterizados en laboratorio, mediante los diferentes métodos espectroscópicos y de difracción de los rayos X.

A título de ejemplo no limitativo, se proporciona una selección de esta tipo de ligandos mediante las fórmulas 25 siguientes:

Unos ensayos de complejación efectuados en laboratorio con diferentes sales de manganeso (Mn2+) , (Mn3+) , de cromo (Cr3+) , de cobre y de hierro (Fe3+) , han conducido a nuevos complejos mononucleares, de estructuras originales. Se han realizado en particular unos ensayos con el hierro y han permitido constatar que en un complejo [FeIII (HL) 2Cl, disolvente] designado mediante C1, se efectuaba una reducción del hierro (Fe3+) en ciertas condiciones para dar un nuevo complejo de hierro (Fe2+) [FeII (H2L) 2Cl2] designado por C2 y recíprocamente, modificando sus condiciones.

El complejo C1 puede ser obtenido en el estado sólido a partir de una difusión lenta de dietiléter en el disolvente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de producción y de almacenamiento de energía eléctrica que utiliza unos complejos de un metal, caracterizado porque se utiliza un complejo molecular de hierro que se deriva del ácido benzoico, comprendiendo este complejo por lo menos un ligando orgánico (L) de tipo benzoico hidrazida, y se crean unas reacciones de oxidorreducción en dicho complejo molecular de hierro exponiéndolo a la luz, protegido del aire, y recíprocamente al aire, protegido de la luz.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho ligando orgánico (L) se selecciona de entre la 10 familia de ligandos definidos por la fórmula:

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho complejo de hierro es: o bien el complejo de hierro (Fe3+) definido por la fórmula [FeIII (HL) xCl, disolvente], o bien el complejo de hierro (Fe2+) definido por la fórmula [FeII (H2L) 2Cl2].

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque se produce una reducción del hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) xCl, disolvente] en hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2], exponiéndolo a la luz, protegido del oxígeno.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque se produce una oxidación del hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2] en hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) xCl, disolvente], creando un contacto químico o 25 electroquímico con un oxidante, protegido de la luz.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho oxidante se selecciona de entre el grupo: O2, l2, Cu2+, Co3+, FeCl3, H+, manganato y permanganato, ferratos.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3, 4 o 5, caracterizado porque se selecciona dicho disolvente de entre los disolventes siguientes: la dimetilformamida (DMF) , el tetrahidrofurano (THF) , el etanol, y el agua.

8. Dispositivo de producción y de almacenamiento de energía eléctrica, para la realización del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende un complejo molecular de hierro que comprende por lo menos un ligando orgánico (L) de tipo ácido benzoico hidrazida.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho ligando orgánico (L) se selecciona de entre la familia de ligandos definidos por la fórmula siguiente: 40

10. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho complejo de hierro es: o bien el complejo de hierro (Fe3+) definido por la fórmula [FeIII (HL) xCl, disolvente], o bien el complejo de hierro (Fe2+) definido por la 5 fórmula [FeII (H2L) 2Cl2].

11. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende unos medios para producir una reducción del hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) xCl, disolvente], en hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2], implicando estos medios una exposición a la luz, protegido de un oxidante, de dicho complejo de hierro (Fe3+) .

12. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende unos medios para producir una oxidación del hierro (Fe2+) en dicho complejo [FeII (H2L) 2Cl2], en hierro (Fe3+) en dicho complejo [FeIII (HL) 2Cl, disolvente], implicando estos medios una acción de un oxidante adaptado, protegido de la luz, sobre dicho complejo de hierro (Fe2+) .