米国エネルギー省ブルックヘブン国立研究所の科学者たちは、二酸化炭素（CO2）を、価値のある工業用化学物質であるギ酸（HCOO-）に変換する画期的な新手法を開発しました。光合成を模倣したこの革新的なプロセスは、必須化学物質の持続可能な生産への道を開く可能性があります。
Journal of the American Chemical Societyに掲載されたこの研究は、光活性化された金属中心触媒を使用して変換を促進します。この触媒は、化学変換に不可欠な電子とプロトンを効率的に移動させます。「CO2のような安価で豊富なものを利用し、電子とプロトンを加えて有用なものに変換しています」と、この研究の筆頭著者であるサイ・プニート・デサイ氏は説明しました。
このチームのアプローチは、これまでの方法よりも大きな利点があります。金属中心が配位子によって保護され、不要な副反応を防止し、選択性を高める触媒を設計しました。金属が中心で配位子が花びらであるこの「花のような」構造により、最終製品を正確に制御できます。
この配位子ベースの戦略により、ギ酸のみが生成され、他の副産物との競合がなくなります。科学者たちは、ルテニウム中心触媒でこの方法を正常にテストし、鉄などの地球に豊富に存在する金属の使用を検討しています。これにより、より持続可能で費用対効果の高い化学物質生産への道が開かれます。
科学者たちは、反応メカニズムを理解するために、理論と計算化学に大きく依存しました。彼らは、リアルタイムでプロセスを研究するために高度な技術を使用し、重要な中間ステップの存在を確認しました。この研究は、CO2を価値のある製品に変換し、より持続可能な未来に貢献するための有望な道を提供します。