Quando un carbene di ferro è esposto alla luce, l'energia della luce viene assorbita dal complesso e utilizzata per eccitare un elettrone dall'atomo di ferro all'atomo di carbonio. Ciò crea uno stato a carica separata, in cui l'atomo di ferro è carico positivamente e l'atomo di carbonio è carico negativamente.
Lo stato a carica separata è instabile e alla fine si rilasserà tornando allo stato fondamentale, rilasciando l'energia immagazzinata sotto forma di calore. Tuttavia, se lo stato di separazione di carica può essere stabilizzato, l’energia della luce può essere immagazzinata per un periodo di tempo più lungo.
Un modo per stabilizzare lo stato di separazione di carica è utilizzare un ligando in grado di donare elettroni all'atomo di ferro. Ciò contribuirà a ridurre la carica positiva sull'atomo di ferro e a rendere più stabile lo stato di separazione di carica.
Un altro modo per stabilizzare lo stato di separazione di carica è utilizzare un solvente in grado di solvatare gli ioni. Ciò contribuirà a ridurre le interazioni tra gli ioni e a rendere più stabile lo stato di separazione di carica.
I carbeni di ferro hanno il potenziale per essere materiali efficienti per lo stoccaggio dell’energia solare, ma non sono ancora così efficienti come potrebbero essere. Una delle sfide è che lo stato a carica separata non è sempre stabile e può tornare rapidamente allo stato fondamentale. Un’altra sfida è che i carbeni del ferro non sono molto solubili nei solventi, il che ne rende difficile l’utilizzo nelle applicazioni pratiche.
I ricercatori stanno lavorando per migliorare l'efficienza dei carbeni di ferro come materiali per lo stoccaggio dell'energia solare. Stabilizzando lo stato di separazione di carica e aumentando la solubilità dei complessi, è possibile creare sistemi di accumulo dell'energia solare più efficienti.
