Hidrógeno H 2 es una molécula extremadamente simple y, sin embargo, una materia prima valiosa que, como resultado del desarrollo de catalizadores sofisticados, se está volviendo cada vez más importante.En la industria y el comercio, las aplicaciones abarcan desde la fabricación de alimentos y fertilizantes hasta el craqueo de petróleo crudo y la utilización como fuente de energía en celdas de combustible.Un desafío radica en dividir el fuerte enlace HH en condiciones moderadas.Los químicos de la Universidad de Goethe han desarrollado un nuevo catalizador para la activación del hidrógeno mediante la introducción de átomos de boro en una molécula orgánica común.El proceso, que se describió en el Angewandte Chemie revista, requiere solo una fuente de electrones además y, por lo tanto, debe ser utilizable a gran escala en el futuro.
El alto contenido de energía de la molécula de hidrógeno se encuentra con una situación de unión particularmente estable. Fue Paul Sabatier quien en 1897 detectó por primera vez que los metales son catalizadores adecuados para dividir la molécula y aprovechar el hidrógeno elemental para reacciones químicas. En 1912 élfue galardonado con el Premio Nobel de Química por este importante descubrimiento. Los catalizadores de hidrogenación más utilizados hoy en día contienen metales pesados tóxicos o caros, como el níquel, el paladio o el platino. Hace solo diez años se descubrieron sistemas no metálicos basados en compuestos de boro y fósforo.que permiten reacciones comparables.
"Mi investigadora doctoral, Esther von Grotthuss, ha logrado otra simplificación importante de la estrategia no metálica que requiere solo el componente de boro", dice el profesor Matthias Wagner del Instituto de Química Inorgánica y Analítica de la Universidad Goethe de Frankfurt.también necesitamos una fuente de electrones. En el laboratorio elegimos litio o potasio para esto. Cuando se pone en práctica en el campo, debería ser posible sustituir esto con corriente eléctrica ".
Para explicar las complejidades de la activación del hidrógeno más allá de los hallazgos experimentales, se realizaron cálculos químicos cuánticos en cooperación con el profesor Max Holthausen Universidad Goethe de Frankfurt. El conocimiento detallado del proceso de reacción es muy importante para la expansión del sistema.El objetivo radica no solo en reemplazar los metales de transición a largo plazo, sino también en abrir la posibilidad de reacciones que no son posibles con catalizadores convencionales.
Los químicos en Frankfurt consideran que especialmente las reacciones de sustitución son muy prometedoras, lo que permite un fácil acceso a los compuestos de hidrógeno con otros elementos. Los procesos costosos y potencialmente peligrosos todavía se utilizan principalmente para tales síntesis. Por ejemplo, la producción simplificada de compuestos de silicio-hidrógenosería extremadamente atractivo para la industria de semiconductores.
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Materiales proporcionado por Universidad Goethe de Frankfurt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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