Вчені з Брукхейвенської національної лабораторії Міністерства енергетики США розробили новаторський новий метод перетворення вуглекислого газу (CO2) у формат (HCOO-), цінну промислову хімічну речовину. Цей інноваційний процес, який імітує фотосинтез, може відкрити шлях до сталого виробництва важливих хімікатів.
Дослідження, опубліковане в Journal of the American Chemical Society, використовує світлоактивований металоцентрований каталізатор для полегшення перетворення. Цей каталізатор ефективно переносить електрони та протони, що має вирішальне значення для хімічної трансформації. «Ми беремо щось дешеве та рясне, як CO2, і додаємо електрони та протони, щоб перетворити це на щось корисне», – пояснив Саї Пуніт Десаї, провідний автор дослідження.
Підхід команди пропонує значну перевагу над попередніми методами. Вони розробили каталізатор, де металевий центр захищений лігандами, що запобігає небажаним побічним реакціям та підвищує селективність. Ця «квіткоподібна» структура, де метал є центром, а ліганди – пелюстками, дозволяє точно контролювати кінцевий продукт.
Ця стратегія, заснована на лігандах, гарантує, що виробляється лише формат, усуваючи конкуренцію з боку інших побічних продуктів. Вчені успішно випробували метод з каталізаторами на основі рутенію та досліджують використання металів, що зустрічаються в природі у великій кількості, таких як залізо. Це відкриває двері до більш сталого та економічно ефективного виробництва хімічних речовин.
Вчені значною мірою покладалися на теорію та обчислювальну хімію, щоб зрозуміти механізм реакції. Вони використовували передові методи для вивчення процесу в реальному часі, підтверджуючи існування ключового проміжного етапу. Це дослідження пропонує перспективний шлях до перетворення CO2 на цінні продукти, сприяючи більш сталому майбутньому.