מאמר זה נבדק בהתאם לנהלי העריכה והמדיניות של Science X. העורכים הדגישו את התכונות הבאות תוך הבטחת שלמות התוכן:
שינויי אקלים הם בעיה סביבתית עולמית. התורם העיקרי לשינויי האקלים הוא שריפה מוגזמת של דלקים מאובנים. הם מייצרים פחמן דו-חמצני (CO2), גז חממה התורם להתחממות כדור הארץ. לאור זאת, ממשלות ברחבי העולם מפתחות מדיניות להגבלת פליטות פחמן אלו. עם זאת, ייתכן שרק הפחתת פליטות פחמן אינה מספיקה. יש צורך גם לשלוט בפליטות פחמן דו-חמצני. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
בהקשר זה, מדענים מציעים המרה כימית של פחמן דו-חמצני לתרכובות בעלות ערך מוסף כגון מתנול וחומצה פורמית (HCOOH). כדי לייצר את האחרון, נדרש מקור של יוני הידריד (H-), המקבילים לפרוטון אחד ושני אלקטרונים. לדוגמה, זוג החיזור-חמצון של ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד (NAD+/NADH) הוא מחולל ומאגר של הידריד (H-) במערכות ביולוגיות.
על רקע זה, צוות חוקרים בראשות פרופסור היטושי טמיאקי מאוניברסיטת ריטסומייקן, יפן, פיתח שיטה כימית חדשה המשתמשת בקומפלקסים של NAD+/NADH דמויי רותניום כדי להפחית CO2 ל-HCOOH. תוצאות המחקר שלהם פורסמו בכתב העת ChemSusChem ב-13 בינואר 2023.
פרופסור טמיאקי מסביר את המוטיבציה למחקרו. "לאחרונה הוכח כי קומפלקס הרותניום עם מודל NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, עובר חיזור פוטוכימי של שני אלקטרונים. זה יצר את הקומפלקס המתאים מסוג NADH [Ru(bpy)2(pbnHH)](PF6)2 בנוכחות טריאתנולמין באצטוניטריל (CH3CN) תחת אור נראה", אמר.
"בנוסף, בועת CO2 לתוך תמיסת [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ יוצרת מחדש [Ru(bpy)2(pbn)]2+ ומייצרת יוני פורמט (HCOO-). עם זאת, מהירות הייצור שלה נמוכה למדי. קצרה. לכן, המרת H- ל-CO2 דורשת מערכת קטליטית משופרת."
לכן, חוקרים חקרו ריאגנטים ותנאי תגובה שונים המסייעים בהפחתת פליטות פחמן דו-חמצני. בהתבסס על ניסויים אלה, הם הציעו חיזור דו-אלקטרוני מושרה על ידי אור של זוג החמצון-חיזור [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ בנוכחות 1,3-דימתיל-2-פניל-2,3-דיהידרו-1H-בנזו[ד]אימידאזול (BIH). בנוסף, מים (H2O) ב-CH3CN במקום טריאתנולמין שיפרו עוד יותר את התשואה.

בנוסף, החוקרים חקרו גם מנגנוני תגובה פוטנציאליים באמצעות טכניקות כגון תהודה מגנטית גרעינית, וולטמטריה מחזורית וספקטרופוטומטריה של קרינת UV-Vise. בהתבסס על כך, הם שיערו: ראשית, לאחר עירור פוטוטי של [Ru(bpy)2(pbn)]2+, נוצר הרדיקל החופשי [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, אשר עובר את תהליך החיזור הבא: BIH מקבלים [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ ו-BIH•+. לאחר מכן, H2O מבצע פרוטונציה של קומפלקס הרותניום ליצירת [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ ו-BI•. התוצר המתקבל עובר פרופורציה לא פרופורציונלית ליצירת [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ וחוזר ל-[Ru(bpy)2(pbn)]2+. לאחר מכן, הראשון עובר חיזור על ידי BI• ליצירת [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. קומפלקס זה הוא זרז פעיל הממיר H- ל-CO2, ומייצר HCOO- וחומצה פורמית.
החוקרים הראו כי לתגובה המוצעת יש מספר המרה גבוה (מספר המולים של פחמן דו-חמצני המומרים על ידי מול אחד של זרז) - 63.
החוקרים נרגשים מהתגליות הללו ומקווים לפתח שיטה חדשה להמרת אנרגיה (אור שמש לאנרגיה כימית) כדי לייצר חומרים מתחדשים חדשים.
"השיטה שלנו גם תפחית את הכמות הכוללת של פחמן דו-חמצני בכדור הארץ ותסייע בשמירה על מחזור הפחמן. לכן, היא יכולה להפחית את ההתחממות הגלובלית העתידית", הוסיף פרופסור טמיאקי. "בנוסף, טכנולוגיות חדשות של הובלת הידרידים אורגניים יספקו לנו תרכובות יקרות ערך."
מידע נוסף: יוסוקה קינושיטה ואחרים, מעבר הידריד אורגני ל-CO2** המושרה על ידי אור בתיווך קומפלקסים של רותניום כמודלים לזוגות חיזור NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

אם נתקלתם בשגיאת כתיב, אי דיוק, או ברצונכם להגיש בקשה לעריכת תוכן בדף זה, אנא השתמשו בטופס זה. לשאלות כלליות, אנא השתמשו בטופס יצירת הקשר שלנו. לקבלת משוב כללי, השתמשו בקטע התגובות הציבוריות למטה (פעל לפי ההוראות).
המשוב שלך חשוב לנו מאוד. עם זאת, עקב כמות ההודעות הגבוהה, איננו יכולים להבטיח תגובה אישית.
כתובת הדוא"ל שלך משמשת רק כדי ליידע את הנמענים מי שלח את הדוא"ל. לא הכתובת שלך ולא כתובת הנמען ישמשו לכל מטרה אחרת. המידע שתזין יופיע בדוא"ל שלך ולא יישמר על ידי Phys.org בשום צורה שהיא.
קבלו עדכונים שבועיים ו/או יומיים לתיבת הדואר הנכנס שלכם. באפשרותכם לבטל את המנוי בכל עת ולעולם לא נשתף את פרטיכם עם צדדים שלישיים.
אנו הופכים את התוכן שלנו לנגיש לכולם. שקלו לתמוך במשימה של Science X באמצעות חשבון פרימיום.

אם תרצה מידע נוסף, אנא שלח לי דוא"ל.
אֶלֶקטרוֹנִי:
info@pulisichem.cn
טלפון:
‎+86-533-3149598