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Photoinduced electron transfer in a molecular dyad by nanosecond pump-pump-probe spectroscopy

Authors :
Christophe Lefumeux
Ally Aukauloo
Van-Thai Pham
Winfried Leibl
V. Maslova
Minh-Huong Ha-Thi
Annamaria Quaranta
Thomas Pino
Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Photophysique Moléculaire
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Système membranaires, photobiologie, stress et détoxication (SMPSD)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Photocatalyse et Biohydrogène (LPB)
Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale (B3S)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Photonique Biomédicale (CPBM)
Centre Laser Université Paris Sud
Service de Bioénergétique, Biologie Stucturale, et Mécanismes (SB2SM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Centre Laser de l'Université Paris Sud (CLUPS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Photochemical & Photobiological Sciences, Photochemical & Photobiological Sciences, Royal Society of Chemistry, 2018, 17 (7), pp.903--909. ⟨10.1039/c8pp00048d⟩, Photochemical & Photobiological Sciences, 2018, 17 (7), pp.903--909. ⟨10.1039/c8pp00048d⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; The design of robust and inexpensive molecular photocatalysts for the conversion of abundant stable molecules like H2O and CO2 into an energetic carrier is one of the major fundamental questions for scientists nowadays. The outstanding challenge is to couple single photoinduced charge separation events with the sequential accumulation of redox equivalents at the catalytic unit for performing multielectronic catalytic reactions. Herein, double excitation by nanosecond pump-pump-probe experiments was used to interrogate the photoinduced charge transfer and charge accumulation on a molecular dyad composed of a porphyrin chromophore and a ruthenium-based catalyst in the presence of a reversible electron acceptor. An accumulative charge transfer state is unattainable because of rapid reverse electron transfer to the photosensitizer upon the second excitation and the low driving force of the forward photodriven electron transfer reaction. Such a method allows the fundamental understanding of the relaxation mechanism after two sequential photon absorptions, deciphering the undesired electron transfer reactions that limit the charge accumulation efficiency. This study is a step toward the improvement of synthetic strategies of molecular photocatalysts for light-induced charge accumulation and more generally, for solar energy conversion.

Details

Language :
English
ISSN :
1474905X and 14749092
Database :
OpenAIRE
Journal :
Photochemical & Photobiological Sciences, Photochemical & Photobiological Sciences, Royal Society of Chemistry, 2018, 17 (7), pp.903--909. ⟨10.1039/c8pp00048d⟩, Photochemical & Photobiological Sciences, 2018, 17 (7), pp.903--909. ⟨10.1039/c8pp00048d⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d09ce4c1ef72bde44f1a9076fea82081
Full Text :
https://doi.org/10.1039/c8pp00048d⟩