2021年6月23日
自然产生的化合物产生的方式产生了耶拿，德国大学和意大利米兰 - Bicccca大学的国际研究团队首次进行了详细描述了氢。这些调查结果是作为可持续能源的节能生产的基础。
自然作为模特
使用称为氢酶的特殊酶产生氢气产生的天然存在的微生物。“关于氢酶的特别是它们是催化的氢气。与电解不同，这通常使用昂贵的铂催化剂在工业上进行，微生物使用有机金属铁化合物”在德国耶拿大学的无机和分析化学研究所解释了沃尔夫冈文献教授。“作为一种能源，氢气自然是极大的兴趣。这就是为什么我们想要了解这种催化过程如何发生这种情况，”他补充道。
在过去，已经在全球范围内产生了许多化合物，其在天然存在的氢酶上进行化学建模。与米兰大学合作，韦恩及其在耶拿的团队现在已经制作了一种在催化过程中产生完全新的见解的化合物。
“如本质上，我们的模型基于含有两个铁原子的分子。然而，与天然形式相比，我们以特定方式改变了铁的化学环境。精确，胺被膦所取代氧化物具有类似的化学性质。因此，我们将元素磷作为发挥作用。“
对电催化氢气产生的详细洞察
这使我们可以更好地了解氢形成过程。水由带正电荷的质子和带负电荷的氢氧化物离子组成。
“我们的目标是了解这些质子如何形成氢气。然而，我们实验中的质子供体不是水，但酸，”Weigand说。“我们观察到酸的质子被转移到我们化合物的膦氧化膦之后，然后将质子释放到铁原子之一。在分子的天然变体中也可以发现类似的过程”他补充道。为了平衡质子的正电荷并最终产生氢气，以电流的形式引入带负电的电子。借助在耶拿大学开发的循环伏安和仿真软件的帮助下，检查了这些质子最终降低到游离氢的个体步骤。
“在实验期间，我们实际上可以看到氢气如何从小气泡中的溶液中升起，”笔记Weigand。“从米兰的研究团队使用来自循环伏安法和仿真结果的实验测量数据进行量子化学计算，”添加Weigand。“这使我们能够提出一种合理的机制，了解整个反应如何在化学上进行，以产生氢气 - 以及对反应的每个单独的步骤进行制备。这从未完成过这种准确性。”本集团公布了着名期刊的结果和提出的反应途径“ACS催化作用“。
目标：通过太阳能氢气
在这些调查结果上建立，Weigand和他的团队现在想开发新的化合物，这些化合物不能以节能的方式生产氢气，而且还使用可持续的能源来实现。
“Transrogio协作研究中心的目标234'独立'，其中该研究是一部分，是通过使用阳光来分裂水的氢气，”Weigand解释道。“随着我们研究中获得的知识，我们现在正在致力于基于氢酶设计和研究新的催化剂，这些催化剂最终通过光能激活。”
关于TransRegio协作研究中心的更多信息（TRR 234）：http://www.catalight.eu.
来源：https://www.uni-jena.de/en.