Professor Yutaka Amao van het Osaka City University Artificial Photosynthesis Research Center en Ryohei Sato, een 1e jaar Ph.D. student van de Graduate School of Science met als hoofdvak Natuurkunde en Scheikunde, onthullen dat de katalysator formiaatdehydrogenase kooldioxide direct tot mierenzuur reduceert.

De ontwikkeling van een effectieve katalysator is een belangrijke stap in het creëren van een kunstmatig fotosynthesesysteem dat zonlicht gebruikt om koolstofdioxide om te zetten in organische moleculen. Formaatdehydrogenase (FDH) is een katalysator die de omzetting van kooldioxide (CO .) versnelt ₂ ) in mierenzuur (waterstof-energieopslagmedium enz.) Echter, tot nu toe waren de details van hoe dit gebeurde onduidelijk. De onderzoeksgroep loste FDH op in een vloeibare oplossing en kooldioxide werd vervolgens in de oplossing geblazen voor de reactiegebeurtenis.

in vloeistof, koolstofdioxide bestaat in twee andere vormen dan zichzelf:een biocarbonaat-ion en een carbonaat-ion. Tot nu, het was niet bekend welke van deze drie vormen wordt gereduceerd en omgezet in mierenzuur. Door de hoeveelheid van elk type kooldioxide in de vloeibare oplossing te veranderen en ze precies te beheersen, ontdekte de groep dat kooldioxide zelf direct wordt gereduceerd tot mierenzuur na onderzoek van hun reactie met FDH.

De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in de Nieuw tijdschrift voor chemie gepubliceerd door de Royal Society of Chemistry (RSC).

Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie, het is noodzakelijk om ons voor te bereiden op de volgende generatie door de ernstige problemen van vandaag snel op te lossen, namelijk de opwarming van de aarde door broeikasgassen, verwerking van grote hoeveelheden industrieel afval, en de uitputting van fossiele energiebronnen zoals olie en steenkool. Het is essentieel om een ​​energierecyclingsysteem te bouwen met een lage milieu-impact en om een ​​energieconversiesysteem te ontwikkelen dat effectief gebruik maakt van broeikasgassen zoals koolstofdioxide.

CO ₂ heeft een reductiedoelstelling op wereldschaal. Het is mogelijk om CO . te reguleren en te verminderen ₂ uitstoot, maar hoe je dit als grondstof kunt gebruiken en omzetten in bruikbare stoffen is ook een belangrijke kwestie. Dit zijn de omstandigheden die de aandacht hebben gevestigd op kunstmatige fotosynthesetechnologie die zonne-energie gebruikt om koolstofdioxide om te zetten in een bruikbare brandstof.

Deze onderzoeksgroep wil de katalysator 'formiaat dehydrogenase, ' die de reactie bevordert van het omzetten van kooldioxide in mierenzuur - gebruikt voor brandstof, chemische producten, en als energieopslagmedium. Het is bekend dat koolstofdioxide in een vloeistof voorkomt als het biocarbonaat-ion (HCO ₃ ^- ) en carbonaation (CO ₃ ^- ) naast zichzelf. Echter, wanneer een reactie in de oplossing wordt gekatalyseerd door formiaatdehydrogenase, het was onduidelijk welke van de 3 vormen van CO ₂ werd gereduceerd tot mierenzuur.

Door de hoeveelheid van deze drie vormen van CO . te veranderen ₂ in de vloeibare oplossing en controleren met formiaatdehydrogenase, Deze studie toonde aan dat ze alleen worden gereduceerd tot mierenzuur wanneer de koolstofdioxideverhouding groot is, zoals weergegeven in de afbeelding. Toen de kooldioxide in de oplossing werd veranderd in bicarbonaat en carbonaat, het werd niet gereduceerd tot mierenzuur.

Wij geloven dat deze ontdekking ons zal leiden bij de ontwikkeling en het ontwerp van katalysatoren die zullen helpen een kunstmatig fotosynthesesysteem tot stand te brengen dat koolstofdioxide efficiënt omzet in organische moleculen.