Bu makale, Science X'in yayın prosedürleri ve politikalarına uygun olarak incelenmiştir. Editörler, içeriğin bütünlüğünü sağlarken aşağıdaki niteliklere önem vermişlerdir:
İklim değişikliği küresel bir çevre sorunudur. İklim değişikliğine en büyük katkıyı fosil yakıtların aşırı yakılması oluşturmaktadır. Bu yakıtlar, küresel ısınmaya katkıda bulunan bir sera gazı olan karbondioksit (CO2) üretir. Bu bağlamda, dünyanın dört bir yanındaki hükümetler bu tür karbon emisyonlarını sınırlamak için politikalar geliştirmektedir. Ancak, sadece karbon emisyonlarını azaltmak yeterli olmayabilir. Karbondioksit emisyonlarının da kontrol altına alınması gerekmektedir.
Bu bağlamda, bilim insanları karbondioksitin metanol ve formik asit (HCOOH) gibi katma değerli bileşiklere kimyasal olarak dönüştürülmesini önermektedir. İkincisinin üretimi için, bir proton ve iki elektrona eşdeğer olan hidrit iyonlarının (H-) bir kaynağı gereklidir. Örneğin, nikotinamid adenin dinükleotidin (NAD+/NADH) indirgeme-yükseltme çifti, biyolojik sistemlerde hidrit (H-) üreticisi ve deposudur.
Bu bağlamda, Japonya'daki Ritsumeikan Üniversitesi'nden Profesör Hitoshi Tamiaki liderliğindeki bir araştırma ekibi, rutenyum benzeri NAD+/NADH kompleksleri kullanarak CO2'yi HCOOH'ye indirgeyen yeni bir kimyasal yöntem geliştirdi. Çalışmalarının sonuçları 13 Ocak 2023'te ChemSusChem dergisinde yayınlandı.
Profesör Tamiaki, araştırmasının motivasyonunu şöyle açıklıyor: “Son zamanlarda, NAD+ modeliyle rutenyum kompleksi olan [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2’nin fotokimyasal iki elektronlu indirgenmeye uğradığı gösterildi. Bu kompleks, trietanolamin varlığında asetonitril (CH3CN) içinde görünür ışık altında karşılık gelen NADH tipi kompleks [Ru (bpy) )2 (pbnHH)](PF6)2’yi oluşturdu.”
“Ayrıca, [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ çözeltisine CO2 üflenmesi [Ru(bpy)2(pbn)]2+'yi yeniden oluşturur ve format iyonları (HCOO-) üretir. Ancak üretim hızı oldukça düşüktür. Bu nedenle, H-'yi CO2'ye dönüştürmek için geliştirilmiş bir katalitik sisteme ihtiyaç vardır.”
Bu nedenle araştırmacılar, karbondioksit emisyonlarını azaltmaya yardımcı olan çeşitli reaktifleri ve reaksiyon koşullarını incelemişlerdir. Bu deneylere dayanarak, 1,3-Dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol (BIH) varlığında [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ redoks çiftinin ışıkla indüklenen iki elektronlu indirgenmesini önermişlerdir. Ayrıca, trietanolamin yerine CH3CN içinde su (H2O) kullanılması verimi daha da artırmıştır.

Ayrıca araştırmacılar, nükleer manyetik rezonans, döngüsel voltametrik ve UV-görünür spektrofotometri gibi teknikler kullanarak potansiyel reaksiyon mekanizmalarını da incelediler. Buna dayanarak şu hipotezi öne sürdüler: İlk olarak, [Ru(bpy)2(pbn)]2+'nin foto uyarımı üzerine, serbest radikal [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+* oluşur ve bu radikal aşağıdaki indirgenmeye uğrar: BIH → [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ ve BIH•+ oluşur. Daha sonra, H2O, rutenyum kompleksini protonlayarak [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ ve BI• oluşturur. Oluşan ürün orantısızlaşarak [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ oluşturur ve tekrar [Ru(bpy)2(pbn)]2+'ye döner. İlki daha sonra BI• tarafından indirgenerek [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+ oluşturur. Bu kompleks, H-'yi CO2'ye dönüştüren ve HCOO- ile formik asit üreten aktif bir katalizördür.
Araştırmacılar, önerilen reaksiyonun yüksek bir dönüşüm sayısına (bir mol katalizör tarafından dönüştürülen karbondioksit mol sayısı) sahip olduğunu gösterdi: 63.
Araştırmacılar bu keşiflerden heyecan duyuyor ve yeni yenilenebilir malzemeler üretmek için enerjiyi (güneş ışığını kimyasal enerjiye) dönüştürmenin yeni bir yöntemini geliştirmeyi umuyorlar.
Profesör Tamiaki, “Yöntemimiz aynı zamanda Dünya üzerindeki toplam karbondioksit miktarını azaltacak ve karbon döngüsünün korunmasına yardımcı olacaktır. Bu nedenle, gelecekteki küresel ısınmayı azaltabilir” diye ekledi. “Ayrıca, yeni organik hidrit taşıma teknolojileri bize paha biçilmez bileşikler sağlayacaktır.”
Daha fazla bilgi için: Yusuke Kinoshita ve diğerleri, NAD+/NADH redoks çiftleri için model olarak rutenyum kompleksleri aracılığıyla CO2'ye ışıkla indüklenen organik hidrit transferi**, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Bu sayfada bir yazım hatası, yanlışlık bulursanız veya içeriği düzenlemek için bir istekte bulunmak isterseniz lütfen bu formu kullanın. Genel sorularınız için lütfen iletişim formumuzu kullanın. Genel geri bildirimleriniz için lütfen aşağıdaki herkese açık yorumlar bölümünü kullanın (talimatları izleyin).
Geri bildirimleriniz bizim için çok önemli. Ancak, gelen mesajların yoğunluğu nedeniyle kişiselleştirilmiş bir yanıt garantisi veremiyoruz.
E-posta adresiniz yalnızca alıcılara e-postayı kimin gönderdiğini bildirmek için kullanılır. Ne sizin adresiniz ne de alıcının adresi başka hiçbir amaçla kullanılmayacaktır. Girdiğiniz bilgiler e-postanızda görünecek ve Phys.org tarafından hiçbir şekilde saklanmayacaktır.
Haftalık ve/veya günlük güncellemeleri e-posta kutunuza alın. İstediğiniz zaman aboneliğinizi iptal edebilirsiniz ve bilgilerinizi asla üçüncü taraflarla paylaşmayacağız.
İçeriğimizi herkesin erişimine açık hale getiriyoruz. Science X'in misyonunu premium hesapla desteklemeyi düşünün.

Daha fazla bilgi almak isterseniz lütfen bana e-posta gönderin.
E-posta:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598