Investigadores del Instituto Van 't Hoff de Ciencias Moleculares HIMS de la Universidad de Ámsterdam han desarrollado un nuevo catalizador que allana el camino para la producción de hidrógeno a gran escala y de bajo costo. Los investigadores, dirigidos por el profesor Joost Reek, recientementepresentó su catalizador de imitación de enzimas en Sciences Advances, la iniciativa de acceso abierto revisada por pares de la editorial de Science.
Una economía sostenible basada en el hidrógeno depende de la tecnología para generar hidrógeno molecular utilizando energía solar o eólica sostenible. La química catalítica ya lo permite mediante el uso de agua como materia prima y platino e iridio como materiales activos. Sin embargo, debido a que estos elementos son escasos y caros, estola tecnología no se puede aplicar a la escala global requerida.
mirando a la naturaleza
Para superar este obstáculo, los químicos han comenzado a mirar hacia la naturaleza donde las llamadas enzimas hidrogenasa de hierro-hierro catalizan la conversión reducción de protones en hidrógeno molecular con un rendimiento comparable al platino. Es un gran desafío aplicar estas enzimas directamenteen dispositivos productores de hidrógeno, ya que su aislamiento es difícil y su rendimiento en el aire es pobre. Sin embargo, su alta eficiencia ha estimulado la búsqueda de complejos moleculares comparables a base de hierro que también pueden producir hidrógeno con un rendimiento similar al platino.
Durante la última década, se han preparado numerosos complejos sintéticos que imitan estructural y funcionalmente el sitio activo de las enzimas hidrogenasa. La mayoría de estas 'hidrogenasas sintéticas' muestran serios inconvenientes, como una baja eficiencia y estabilidad y el requerimiento de solventes orgánicos. Hidrogenasa-mímicos que funcionan de manera eficiente en un ambiente acuoso mientras que son tolerantes al aire hasta ahora no se han reportado.
característica característica
en la edición actual de Avances científicos , los investigadores ofrecen una posible solución al presentar un nuevo imitador de hierro-hierro hidrogenasa tolerante al oxígeno que no solo logra una reducción eficiente de protones en medios acuosos, sino que también muestra el almacenamiento de electrones y la organización previa en las proximidades del sitio activo:Una característica característica de las enzimas naturales de trabajo.
La hidrogenasa sintética diseñada por Amsterdam contiene un ligando de fósforo redox activo que actúa como un depósito de electrones y participa activamente en la reducción de protones. Dona un electrón al sitio activo durante el ciclo catalítico cuando sea necesario. Como resultado, elEl catalizador muestra números de alta rotación TON y frecuencias de rotación TOF.
Combinando este alto rendimiento con la operación en medios acuosos y la tolerancia al oxígeno, este nuevo imitador de hidrogenasa es un paso importante hacia el desarrollo de catalizadores para dispositivos económicos de producción de hidrógeno a gran escala. El desarrollo adicional se dirigirá hacia análogos queoperan con sobrepotenciales más bajos y se pueden implementar de manera eficiente en dispositivos por ejemplo, mediante el anclaje a electrodos o estructuras metálicas orgánicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universiteit van Amsterdam UVA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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