配位技术重新发明了钴和镍作为减碳催化剂

日本科学家已经证明，他们可以使用配位数将第一排过渡金属转化为二氧化碳还原催化剂。

将大气中的二氧化碳减少为一氧化碳是一种潜在的燃料和化学原料的途径，同时有助于减缓气候变化。然而，捕获和转化二氧化碳既昂贵又耗能。最近，科学家们已经转向电化学方法来减少二氧化碳。电化学方法易于控制和规模，其电解质易于回收。然而，电化学催化剂的价格和低效率意味着转化二氧化碳的商业催化剂仍然遥不可及。

现在,来自大阪大学的Kazuhide Kamiya和他的同事已经为使用以前被认为无用的廉价而丰富的金属来减少二氧化碳铺平了道路。研究人员用不同的配体制造了镍和钴配合物，以研究改变金属的配位数是否能提高它们减少二氧化碳的能力。

他们制作了共价三嗪框架，稳定了镍和钴中心，而不饱和它们的第一个配位球，以及含有四苯基卟啉载体的镍和钴配合物，其中金属中心与更多配体配位。共价三嗪骨架金属配合物具有较低的自由能垒将二氧化碳转化为一氧化碳。这些结果表明，减少过渡金属物种外层的电子数量可以降低吉布斯自由能变化，提高金属作为二氧化碳还原催化剂的效率。

神谷相信，这些结果有可能改变二氧化碳减排研究的方向。“一般来说，在有机金属电催化剂领域，人们认为金属种类和反应之间有很强的关系。然而，我们的工作可能会打破这些关于金属和反应之间的刻板印象。”

然而，这些结果只是初步的，研究人员承认共价三嗪框架对于工业规模的应用还不够稳定。Krishnan Rajeshwar来自美国阿灵顿德克萨斯大学的电化学催化专家，他说:“一个限制是只有双电子还原路线被证明。更实际的是，更深层的还原途径会导致液体产品(如酒精)。”

该团队已经开始测试更多具有不同配位数的过渡金属。“我们已经合成了一个配位数低于3的框架……我们预计，在这个低配位数框架中的钴将减少二氧化碳，不仅减少一氧化碳，还减少碳氢化合物，如甲烷，因为配位数较低的钴位点与一氧化碳的结合更强。”