Op waterstof gebaseerde brandstofcellen zijn veelbelovend voor duurzame energieopwekking, maar om praktisch te worden, moeten ze efficiënter en kosteneffectiever zijn. Wetenschappers van het Centre for Molecular Electrocatalysis (CME) van Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) werken aan het begrijpen van de fundamentele reactiviteit van H ₂ die ertoe kunnen bijdragen dat waterstof een meer algemeen gebruikte brandstofbron wordt. Werken met een zeldzaam op ijzer gebaseerd paramagnetisch complex, een op CME gebaseerd onderzoeksteam rapporteerde voor het eerst het mechanisme van reactiviteit van waterstof en legde in detail uit hoe waterstofatomen worden overgedragen. hun studie, "H ₂ Verbindend, Splitsen, en netto waterstofatoomoverdracht bij een paramagnetisch ijzercomplex, " verschijnt in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Paramagnetische diwaterstofcomplexen zijn moeilijk te bestuderen omdat ze niet kunnen worden onderzocht met de traditionele methode van kernmagnetische resonantiespectroscopie. Het CME-onderzoeksteam combineerde kinetische, spectroscopisch, elektrochemisch, en computationeel bewijs om te onthullen dat de reactie van het ijzercomplex begint met een enkel waterstofmolecuul (H ₂ ) gebonden aan het metaal. De daaropvolgende reactie verloopt via een ongebruikelijke splitsing van de H-H-binding van H ₂ gemedieerd door twee ijzercentra. Metaalcomplexen waarin waterstof (H ₂ ) bindt aan het metaal zijn belangrijke tussenproducten in veel katalytische reacties die belangrijk zijn voor energieomzettingen.

"Er zijn slechts een paar paramagnetische diwaterstofcomplexen gerapporteerd, en hun reacties zijn niet onderzocht, " zei Morris Bullock, directeur van het CME. "Deze opmerkelijke reactie draagt ​​fundamenteel belangrijk nieuw begrip bij om het ontwerp van nieuwe katalysatoren en elektrokatalysatoren te sturen."