IJzercarbenen zijn coördinatiecomplexen die een koolstofatoom bevatten dat aan een ijzeratoom is gebonden. Ze zijn van belang op het gebied van de omzetting van zonne-energie, omdat ze het potentieel hebben om energie uit zonlicht op te slaan in de vorm van chemische bindingen.

Wanneer een ijzercarbeen wordt blootgesteld aan licht, wordt de energie van het licht geabsorbeerd door het complex en gebruikt om een ​​elektron van het ijzeratoom naar het koolstofatoom te exciteren. Hierdoor ontstaat een ladingsgescheiden toestand, waarin het ijzeratoom positief geladen is en het koolstofatoom negatief geladen.

De ladingsgescheiden toestand is onstabiel en zal uiteindelijk terugkeren naar de grondtoestand, waarbij de opgeslagen energie vrijkomt in de vorm van warmte. Als de ladingsgescheiden toestand echter kan worden gestabiliseerd, kan de energie van het licht voor een langere tijd worden opgeslagen.

Eén manier om de ladingsgescheiden toestand te stabiliseren is door een ligand te gebruiken die elektronen aan het ijzeratoom kan doneren. Dit zal helpen de positieve lading op het ijzeratoom te verminderen en de ladingsgescheiden toestand stabieler te maken.

Een andere manier om de ladingsgescheiden toestand te stabiliseren is door een oplosmiddel te gebruiken dat de ionen kan solvateren. Dit zal helpen de interacties tussen de ionen te verminderen en de ladingsgescheiden toestand stabieler te maken.

IJzercarbenen hebben het potentieel om efficiënte opslagmaterialen voor zonne-energie te zijn, maar ze zijn nog niet zo efficiënt als ze zouden kunnen zijn. Een van de uitdagingen is dat de ladingsgescheiden toestand niet altijd stabiel is en snel kan terugkeren naar de grondtoestand. Een andere uitdaging is dat de ijzercarbenen niet erg oplosbaar zijn in oplosmiddelen, wat het moeilijk maakt ze in praktische toepassingen te gebruiken.

Onderzoekers werken aan het verbeteren van de efficiëntie van ijzercarbenen als opslagmateriaal voor zonne-energie. Door de ladingsgescheiden toestand te stabiliseren en de oplosbaarheid van de complexen te vergroten, is het mogelijk efficiëntere opslagsystemen voor zonne-energie te creëren.