Aquest article ha estat revisat d'acord amb els procediments i les polítiques editorials de Science X. Els editors han emfatitzat les qualitats següents, tot garantint la integritat del contingut:
El canvi climàtic és un problema ambiental global. El principal contribuent al canvi climàtic és la crema excessiva de combustibles fòssils. Aquests produeixen diòxid de carboni (CO2), un gas d'efecte hivernacle que contribueix a l'escalfament global. A la llum d'això, els governs de tot el món estan desenvolupant polítiques per limitar aquestes emissions de carboni. Tanmateix, simplement reduir les emissions de carboni pot no ser suficient. També cal controlar les emissions de diòxid de carboni. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
En aquest sentit, els científics proposen la conversió química del diòxid de carboni en compostos de valor afegit com el metanol i l'àcid fòrmic (HCOOH). Per produir aquest últim, es requereix una font d'ions hidrur (H-), que equivalen a un protó i dos electrons. Per exemple, el parell de reducció-oxidació del dinucleòtid nicotinamida adenina (NAD+/NADH) és un generador i reservori d'hidrur (H-) en sistemes biològics.
En aquest context, un equip d'investigadors dirigit pel professor Hitoshi Tamiaki de la Universitat de Ritsumeikan, Japó, va desenvolupar un nou mètode químic utilitzant complexos NAD+/NADH semblants al ruteni per reduir el CO2 a HCOOH. Els resultats del seu estudi es van publicar a la revista ChemSusChem el 13 de gener de 2023.
El professor Tamiaki explica la motivació de la seva recerca. «Recentment s'ha demostrat que el complex de ruteni amb el model NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, experimenta una reducció fotoquímica de dos electrons. Això va donar lloc al complex de tipus NADH corresponent [Ru (bpy) )2 (pbnHH)](PF6)2 en presència de trietanolamina en acetonitril (CH3CN) sota llum visible», va dir.
«A més, bombollejar CO2 en una solució de [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ regenera [Ru(bpy)2(pbn)]2+ i produeix ions formiat (HCOO-). Tanmateix, la seva velocitat de producció és força baixa. Curt. Per tant, convertir H- en CO2 requereix un sistema catalític millorat.»
Per tant, els investigadors han investigat diversos reactius i condicions de reacció que ajuden a reduir les emissions de diòxid de carboni. Basant-se en aquests experiments, van proposar una reducció de dos electrons induïda per llum del parell redox [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ en presència d'1,3-. Dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol (BIH). A més, l'aigua (H2O) en CH3CN en lloc de trietanolamina va millorar encara més el rendiment.

A més, els investigadors també van investigar possibles mecanismes de reacció utilitzant tècniques com la ressonància magnètica nuclear, la voltamperometria cíclica i l'espectrofotometria UV-visible. Basant-se en això, van plantejar la hipòtesi següent: primer, després de la fotoexcitació de [Ru(bpy)2(pbn)]2+, es forma el radical lliure [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, que experimenta la següent reducció: BIH Obtenir [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ i BIH•+. Posteriorment, l'H2O protona el complex de ruteni per formar [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ i BI•. El producte resultant es desproporciona per formar [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ i torna a [Ru(bpy)2(pbn)]2+. El primer es redueix mitjançant BI• per generar [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Aquest complex és un catalitzador actiu que converteix H- en CO2, produint HCOO- i àcid fòrmic.
Els investigadors van demostrar que la reacció proposada té un nombre de conversió elevat (el nombre de mols de diòxid de carboni convertits per un mol de catalitzador): 63.
Els investigadors estan entusiasmats amb aquests descobriments i esperen desenvolupar un nou mètode per convertir l'energia (llum solar en energia química) per produir nous materials renovables.
«El nostre mètode també reduirà la quantitat total de diòxid de carboni a la Terra i ajudarà a mantenir el cicle del carboni. Per tant, pot reduir l'escalfament global futur», va afegir el professor Tamiaki. «A més, les noves tecnologies de transport d'hidrurs orgànics ens proporcionaran compostos inestimables».
Més informació: Yusuke Kinoshita et al., Transferència d'hidrurs orgànics induïda per llum a CO2** mediada per complexos de ruteni com a models per a parelles redox NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Si trobeu una errada tipogràfica, una inexactitud o voleu enviar una sol·licitud per editar el contingut d'aquesta pàgina, utilitzeu aquest formulari. Per a preguntes generals, utilitzeu el nostre formulari de contacte. Per a comentaris generals, utilitzeu la secció de comentaris públics que hi ha a continuació (seguiu les instruccions).
Els vostres comentaris són molt importants per a nosaltres. Tanmateix, a causa de l'elevat volum de missatges, no podem garantir una resposta personalitzada.
La teva adreça electrònica només s'utilitza per indicar als destinataris qui ha enviat el correu electrònic. Ni la teva adreça ni l'adreça del destinatari s'utilitzaran per a cap altre propòsit. La informació que introdueixis apareixerà al teu correu electrònic i Phys.org no l'emmagatzemarà de cap manera.
Rep actualitzacions setmanals i/o diàries a la teva safata d'entrada. Pots donar-te de baixa en qualsevol moment i mai compartirem les teves dades amb tercers.
Fem que el nostre contingut sigui accessible a tothom. Considera donar suport a la missió de Science X amb un compte premium.

Si voleu més informació, envieu-me un correu electrònic.
Correu electrònic:
info@pulisichem.cn
Telèfon:
+86-533-3149598