自然激发环保代金属氢化物使甲酸有限公司₂

electrocatalytic方法已经被开发出来,它可以生成金属氢化物更清洁和高效。然后研究人员利用氢化物减少二氧化碳甲酸,高附加值商品化学。

“我们受到酶的效率,”解释道维克多Mougel在瑞士苏黎世联邦理工学院,他领导了这一研究。在自然界中,许多不同的酶催化质子电子转移反应产生氢化物的类型。特别是,一个iron-iron氢化酶,遵循一个一致的机制…它转移一个质子和一个电子在一起…生成金属氢化物,”他说。最常见的,它是靠一个生物催化核心——iron-sulfur立方集群。Mougel的团队保持这个主题作为中介。

”第一次…可以电化学生成活性金属氢化物调优的属性iron-sulfur集群,”说伊娃尼克尔斯专家在英属哥伦比亚大学的仿生电催化作用,加拿大。“金属氢化物还原反应是有用的。“更熟悉的例子包括硼氢化钠、氢化锂铝合金。在这种情况下,iron-sulfur集群促进electrocatalytic锰氢化物的形成。尼克尔斯解释说,过渡金属氢化物尤其有趣,因为研究人员调整它们的属性通过调整金属中心,其氧化态或有机配体。“这氢化(锰)减少二氧化碳转化为有价值的产品:甲酸,”她说。

Mougel解释说,关键是模仿机制。传统上,生成氢化物金属中心的要求减少复发,然后捕获一个质子。这种逐步氧化还原反应发生的通过高能中间体,(需要)的酸或极端负势”,尼克尔斯解释说。此外,他们创建非常活性金属中间体,它绑定到其他产品,而不是接质子生成氢化物。锰的复杂的使用,例如,与二氧化碳反应几乎快20倍,“Mougel补充道。这有利于形成一氧化碳,但阻碍生成氢化物。

许多介质中测试,iron-sulfur集群给最好的结果的效率和选择性。这有几个原因,尼克尔斯解释说。它展示一个适当的亲和力——完美的坚持氢原子键的强度,以及后来将其传输到锰复杂。“iron-sulfur集群也是非常严格的,这有助于提高反应率,”她补充道。它还能够和有效地恢复原来的氧化还原状态,提高再循环能力。iron-sulfur集群作为中介再生真的很快,这可能是为什么自然进化酶,“Mougel说。

“当[其他]催化剂相比,我们提供高流动率在非常低的潜力,”他说。过程也有一个显著的选择性对甲酸的最有趣的一个通用化学品来源于二氧化碳”,根据Mougel。本文还提供了一个协议,以便更好地选择介质和金属氢化物。这些规则对每个人都可能是明显的电催化作用领域,但我们可以对他们进行测试实验,现在他们证实,”他说。

通常,electrocatalysts使增值产品的形成从可持续来源使用能源,如太阳能和风能。此外,[这]共同方法放松依赖苛刻,危险化学品的,评论尼科尔斯。这是一个有效的灵感…类似的过程可能(催化)领域的许多其他还原转换电催化作用。