Ovaj je članak pregledan u skladu s uredničkim postupcima i pravilima časopisa Science X. Urednici su naglasili sljedeće kvalitete uz osiguranje integriteta sadržaja:
Klimatske promjene globalni su ekološki problem. Glavni uzrok klimatskim promjenama je prekomjerno izgaranje fosilnih goriva. Ona proizvode ugljikov dioksid (CO2), staklenički plin koji doprinosi globalnom zagrijavanju. S obzirom na to, vlade diljem svijeta razvijaju politike za ograničavanje takvih emisija ugljika. Međutim, samo smanjenje emisija ugljika možda neće biti dovoljno. Emisije ugljikovog dioksida također je potrebno kontrolirati. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
U tom smislu, znanstvenici predlažu kemijsku pretvorbu ugljikovog dioksida u spojeve s dodanom vrijednošću poput metanola i mravlje kiseline (HCOOH). Za proizvodnju potonje potreban je izvor hidridnih iona (H-), koji su ekvivalentni jednom protonu i dvama elektronima. Na primjer, redukcijsko-oksidacijski par nikotinamid adenin dinukleotida (NAD+/NADH) je generator i rezervoar hidrida (H-) u biološkim sustavima.
U tom kontekstu, tim istraživača predvođen profesorom Hitoshijem Tamiakijem sa Sveučilišta Ritsumeikan u Japanu razvio je novu kemijsku metodu korištenjem rutenijevih NAD+/NADH kompleksa za redukciju CO2 u HCOOH. Rezultati njihove studije objavljeni su u časopisu ChemSusChem 13. siječnja 2023.
Profesor Tamiaki objašnjava motivaciju za svoje istraživanje. „Nedavno je pokazano da se rutenijev kompleks s NAD+ modelom, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, podvrgava fotokemijskoj redukciji s dva elektrona. To je dovelo do odgovarajućeg kompleksa tipa NADH [Ru(bpy))2(pbnHH)](PF6)2 u prisutnosti trietanolamina u acetonitrilu (CH3CN) pod vidljivom svjetlošću“, rekao je.
„Osim toga, upuhivanje CO2 u otopinu [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ regenerira [Ru(bpy)2(pbn)]2+ i proizvodi formatne ione (HCOO-). Međutim, brzina proizvodnje je prilično niska. Kratka. Stoga, pretvaranje H- u CO2 zahtijeva poboljšani katalitički sustav.“
Stoga su istraživači istraživali različite reagense i reakcijske uvjete koji pomažu u smanjenju emisija ugljikovog dioksida. Na temelju tih eksperimenata predložili su svjetlošću induciranu dvoelektronsku redukciju redoks para [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ u prisutnosti 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazola (BIH). Osim toga, voda (H2O) u CH3CN umjesto trietanolamina dodatno je poboljšala prinos.

Osim toga, istraživači su istraživali i potencijalne mehanizme reakcija koristeći tehnike poput nuklearne magnetske rezonancije, cikličke voltametrije i UV-vidljive spektrofotometrije. Na temelju toga postavili su hipotezu: Prvo, nakon fotoekscitacije [Ru(bpy)2(pbn)]2+, nastaje slobodni radikal [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, koji se reducira: BIH. Dobije se [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ i BIH•+. Nakon toga, H2O protonira rutenijev kompleks i tvori [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ i BI•. Rezultirajući produkt se disproporcionira i tvori [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ i vraća se u [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Prvi se zatim reducira pomoću BI• i stvara [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Ovaj kompleks je aktivni katalizator koji pretvara H⁻ u CO₂, proizvodeći HCOO⁻ i mravlju kiselinu.
Istraživači su pokazali da predložena reakcija ima visoki konverzijski broj (broj molova ugljikovog dioksida koje pretvara jedan mol katalizatora) – 63.
Istraživači su uzbuđeni ovim otkrićima i nadaju se da će razviti novu metodu pretvorbe energije (sunčeve svjetlosti u kemijsku energiju) za proizvodnju novih obnovljivih materijala.
„Naša metoda će također smanjiti ukupnu količinu ugljikovog dioksida na Zemlji i pomoći u održavanju ciklusa ugljika. Stoga može smanjiti buduće globalno zatopljenje“, dodao je profesor Tamiaki. „Osim toga, nove tehnologije transporta organskih hidrida pružit će nam neprocjenjive spojeve.“
Dodatne informacije: Yusuke Kinoshita i dr., Prijenos organskog hidrida induciran svjetlošću na CO2** posredovan rutenijevim kompleksima kao modelima za redoks parove NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Ako naiđete na tipografsku pogrešku, netočnost ili želite poslati zahtjev za uređivanje sadržaja na ovoj stranici, upotrijebite ovaj obrazac. Za opća pitanja upotrijebite naš kontakt obrazac. Za općenite povratne informacije upotrijebite odjeljak za javne komentare u nastavku (slijedite upute).
Vaše povratne informacije su nam vrlo važne. Međutim, zbog velikog broja poruka, ne možemo jamčiti personalizirani odgovor.
Vaša adresa e-pošte koristi se samo kako bi se primateljima obavijestilo tko je poslao e-poštu. Ni vaša adresa ni adresa primatelja neće se koristiti ni u koju drugu svrhu. Podaci koje unesete pojavit će se u vašoj e-pošti i Phys.org ih neće pohraniti ni u kojem obliku.
Primajte tjedne i/ili dnevne novosti u pristiglu poštu. Možete se odjaviti u bilo kojem trenutku i nikada nećemo dijeliti vaše podatke s trećim stranama.
Naš sadržaj činimo dostupnim svima. Razmislite o podršci misiji Science X-a premium računom.

Ako želite više informacija, pošaljite mi e-poštu.
E-pošta：
info@pulisichem.cn
Tel.：
+86-533-3149598