Denna artikel har granskats i enlighet med Science X:s redaktionella rutiner och policyer. Redaktörerna har betonat följande egenskaper samtidigt som de säkerställt innehållets integritet:
Klimatförändringar är ett globalt miljöproblem. Den främsta orsaken till klimatförändringarna är den överdrivna förbränningen av fossila bränslen. De producerar koldioxid (CO2), en växthusgas som bidrar till global uppvärmning. Mot bakgrund av detta utvecklar regeringar runt om i världen strategier för att begränsa sådana koldioxidutsläpp. Att bara minska koldioxidutsläppen kanske dock inte räcker. Koldioxidutsläppen måste också kontrolleras. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
I detta avseende föreslår forskare kemisk omvandling av koldioxid till förädlade föreningar såsom metanol och myrsyra (HCOOH). För att producera den senare krävs en källa till hydridjoner (H-), vilka motsvarar en proton och två elektroner. Till exempel är reduktions-oxidationsparet nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD+/NADH) en generator och reservoar för hydrid (H-) i biologiska system.
Mot denna bakgrund utvecklade ett forskarteam lett av professor Hitoshi Tamiaki från Ritsumeikan University i Japan en ny kemisk metod som använder ruteniumliknande NAD+/NADH-komplex för att reducera CO2 till HCOOH. Resultaten av deras studie publicerades i tidskriften ChemSusChem den 13 januari 2023.
Professor Tamiaki förklarar motivationen för sin forskning. ”Det visades nyligen att ruteniumkomplexet med NAD+-modellen, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, genomgår fotokemisk tvåelektronreduktion. Det gav upphov till motsvarande NADH-typkomplex [Ru(bpy)2(pbnHH)](PF6)2 i närvaro av trietanolamin i acetonitril (CH3CN) under synligt ljus”, sa han.
"Dessutom regenererar bubbling av CO2 i en [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+-lösning [Ru(bpy)2(pbn)]2+ och producerar formiatjoner (HCOO-). Produktionshastigheten är dock ganska låg. Kort. Därför kräver omvandling av H- till CO2 ett förbättrat katalytiskt system."
Därför har forskare undersökt olika reagens och reaktionsförhållanden som bidrar till att minska koldioxidutsläppen. Baserat på dessa experiment föreslog de ljusinducerad tvåelektronreduktion av redoxparet [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ i närvaro av 1,3-dimetyl-2-fenyl-2,3-dihydro-1H-benso[d]imidazol (BIH). Dessutom förbättrade vatten (H2O) i CH3CN istället för trietanolamin utbytet ytterligare.

Dessutom undersökte forskarna även potentiella reaktionsmekanismer med hjälp av tekniker som kärnmagnetisk resonans, cyklisk voltammetri och UV-synlig spektrofotometri. Baserat på detta framställde de hypotesen: Först, vid fotoexcitation av [Ru(bpy)2(pbn)]2+, bildas den fria radikalen [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, vilken genomgår följande reduktion: BIH Get [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ och BIH•+. Därefter protonerar H2O ruteniumkomplexet för att bilda [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ och BI•. Den resulterande produkten disproportioneras för att bilda [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ och återgår till [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Den förra reduceras sedan med BI• för att generera [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Detta komplex är en aktiv katalysator som omvandlar H- till CO2, vilket producerar HCOO- och myrsyra.
Forskarna visade att den föreslagna reaktionen har ett högt omvandlingstal (antalet mol koldioxid som omvandlas av en mol katalysator) – 63.
Forskarna är entusiastiska över dessa upptäckter och hoppas kunna utveckla en ny metod för att omvandla energi (solljus till kemisk energi) för att producera nya förnybara material.
”Vår metod kommer också att minska den totala mängden koldioxid på jorden och bidra till att upprätthålla kolcykeln. Därför kan den minska framtida global uppvärmning”, tillade professor Tamiaki. ”Dessutom kommer nya tekniker för transport av organiska hydrider att förse oss med ovärderliga föreningar.”
Ytterligare information: Yusuke Kinoshita et al., Ljusinducerad organisk hydridöverföring till CO2** medierad av ruteniumkomplex som modeller för NAD+/NADH redoxpar, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Om du stöter på ett stavfel, felaktigheter eller vill skicka in en begäran om att redigera innehållet på den här sidan, vänligen använd det här formuläret. För allmänna frågor, vänligen använd vårt kontaktformulär. För allmän feedback, använd kommentarsfältet nedan (följ instruktionerna).
Din feedback är mycket viktig för oss. På grund av det stora antalet meddelanden kan vi dock inte garantera ett personligt svar.
Din e-postadress används endast för att informera mottagarna om vem som skickade e-postmeddelandet. Varken din adress eller mottagarens adress kommer att användas för något annat ändamål. Informationen du anger kommer att visas i ditt e-postmeddelande och kommer inte att lagras av Phys.org i någon form.
Få veckovisa och/eller dagliga uppdateringar i din inkorg. Du kan avsluta prenumerationen när som helst och vi kommer aldrig att dela dina uppgifter med tredje part.
Vi gör vårt innehåll tillgängligt för alla. Överväg att stödja Science X:s uppdrag med ett premiumkonto.

Om du vill ha mer information, vänligen skicka mig ett e-postmeddelande.
E-post:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598