Kredit:Osaka City University
Professor Yutaka Amao vid Osaka City University Artificial Photosynthesis Research Center och Ryohei Sato, en 1:a års doktorsexamen. student vid Graduate School of Science med inriktning mot fysik och kemi, avslöjar att katalysatorformiatdehydrogenaset reducerar koldioxid direkt till myrsyra.
Utvecklingen av en effektiv katalysator är ett viktigt steg i att skapa ett artificiellt fotosyntessystem som använder solljus för att omvandla koldioxid till organiska molekyler. Formiatdehydrogenas (FDH) är en katalysator som accelererar reaktionen för att omvandla koldioxid (CO) 2 ) till myrsyra (lagringsmedium för väteenergi etc.) tills nu var detaljerna om hur detta gick till oklara. Forskargruppen löste FDH i en flytande lösning och koldioxid blåstes sedan in i lösningen för reaktionshändelsen.
I vätska, koldioxid finns i ytterligare två former än sig själv - en biokarbonatjon och en karbonatjon. Tills nu, det var inte känt vilken av dessa tre former som reduceras och omvandlas till myrsyra. Genom att ändra mängden av varje typ av koldioxid i den flytande lösningen och kontrollera dem exakt fann gruppen att koldioxiden i sig direkt reduceras till myrsyra efter att ha undersökt deras reaktion med FDH.
Resultaten av denna forskning publicerades i New Journal of Chemistry publicerad av Royal Society of Chemistry (RSC).
Gruppen klargjorde för första gången om formiatdehydrogenas minskar koldioxid, biokarbonatjon, eller karbonatjon till myrsyra. Kredit:Forskningscentrum för artificiell fotosyntes, Osaka City University
Med utvecklingen av vetenskap och teknik, det är nödvändigt att förbereda sig för nästa generation genom att snabbt lösa dagens allvarliga problem, nämligen global uppvärmning på grund av växthusgaser, bearbetning av stora mängder industriavfall, och utarmningen av fossila energier som olja och kol. Det är viktigt att bygga ett energiåtervinningssystem med låg miljöpåverkan och att utveckla ett energiomvandlingssystem som effektivt använder växthusgaser som koldioxid.
CO 2 har ett minskningsmål satt på global skala. Det är möjligt att reglera och minska CO 2 utsläpp, men hur man använder detta som råvara och omvandlar det till användbara ämnen är också en viktig fråga. Det är dessa omständigheter som har uppmärksammat artificiell fotosyntesteknik som använder solenergi för att omvandla koldioxid till ett användbart bränsle.
Denna forskargrupp syftar till att dramatiskt förbättra katalysatorn 'formiatdehydrogenas, som främjar reaktionen att omvandla koldioxid till myrsyra – som används som bränsle, kemiska produkter, och som energilagringsmedium. Det är känt att koldioxid finns i en vätska som biokarbonatjonen (HCO 3 - ) och karbonatjon (CO 3 - ) förutom sig själv. Dock, när en reaktion i lösningen katalyseras av formiatdehydrogenas, det var oklart vilken av de tre formerna av CO 2 reducerades till myrsyra.
Genom att ändra mängden av dessa tre former av CO 2 i den flytande lösningen och kontrollera dem med formiatdehydrogenas, Denna studie visade att de reduceras till myrsyra endast när koldioxidförhållandet är stort, som visas i figuren. När koldioxiden i lösningen ändrades till en bikarbonat och karbonat, den reducerades inte till myrsyra.
Vi tror att denna upptäckt kommer att vägleda oss i utvecklingen och designen av katalysatorer som kommer att bidra till ett artificiellt fotosyntessystem som effektivt omvandlar koldioxid till organiska molekyler.
