Vätebaserade bränsleceller lovar hållbar kraftproduktion, men för att bli praktiska måste de vara mer effektiva och kostnadseffektiva. Forskare vid Pacific Northwest National Laboratory (PNNL:s) Center for Molecular Electrocatalysis (CME) arbetar för att förstå den grundläggande reaktiviteten hos H ₂ som skulle kunna bidra till att göra väte till en mer allmänt använd bränslekälla. Arbeta med ett sällsynt järnbaserat paramagnetiskt komplex, ett CME-baserat forskarlag rapporterade för första gången mekanismen för vätes reaktivitet och förklarade i detalj hur väteatomer överförs. Deras studie, "H ₂ Bindande, Dela, och nettoöverföring av väteatomer vid ett paramagnetiskt järnkomplex, " visas i Journal of the American Chemical Society .

Paramagnetiska divätekomplex är svåra att studera eftersom de inte kan undersökas med den traditionella metoden för kärnmagnetisk resonansspektroskopi. CME-forskargruppen kombinerade kinetik, spektroskopisk, elektrokemiska, och beräkningsbevis för att avslöja att reaktionen av järnkomplexet startar från en enda vätemolekyl (H ₂ ) bunden till metallen. Den efterföljande reaktionen fortsätter genom en ovanlig klyvning av H-H-bindningen av H ₂ förmedlad av två järncentra. Metallkomplex i vilka väte (H ₂ ) binder till metallen är viktiga mellanprodukter i många katalytiska reaktioner som är viktiga för energiomvandlingar.

"Endast ett fåtal paramagnetiska divätekomplex har rapporterats, och deras reaktioner har inte utforskats, sa Morris Bullock, direktör för CME. "Denna anmärkningsvärda reaktion bidrar med fundamentalt viktig ny förståelse för att vägleda utformningen av nya katalysatorer och elektrokatalysatorer."