Несмотря на то, что водород рассматривается как один из альтернативных экологически чистых источников энергии для транспорта будущего, до сих пор остаются не решенными проблемы, касающиеся методов его получения, хранения и транспортировки.
Одним из возможных решений является разложение муравьиной кислоты HCOH на водород и углекислый газ. Муравьиная кислота является широко доступным сырьем, получаемым в свою очередь при различных биотехнологических процессах зачастую в качестве побочного продукта.
Её удобно очищать, хранить и транспортировать а при необходимости – преобразовывать в водород, который можно тут же использовать для производства энергии. Проблемой является то, что разложение муравьиной кислоты требует наличия катализатора, которыми до последнего времени были дорогостоящие соединения благородных металлов.
Группа ученых во главе с Матиасом Беллером (Matthias Beller) из Ростокского Университета в Германии в своей работе впервые показала, что дорогостоящие металлы можно заменить дешевым железом. Этот металл был выбран учеными не только из-за его дешевизны, но еще и потому, что он входит в состав природных катализаторов (ферментов) ускоряющих процесс разложения муравьиной кислоты с выделением водорода.
Воссоздать каталитические свойства железа в синтетическом катализаторе ученым до последнего времени не удавалось – все подобные соединения оказывались неустойчивыми и после короткого времени разрушались с выделением железа в форме нерастворимого вещества. В природе стабильность фермента поддерживается большим количеством органических фрагментов белковой молекулы (лигандов), окружающим атом металла в каталитическом центре.
Группа Беллера попыталась воссоздать такое стабилизирующее окружение с помощью простых органических молекул в роли лигандов. Исследователям пришлось испытать массу различных комплексных соединений железа с различным составом в разных типах растворителей. В итоге авторы статьи обнаружили, что наиболее стабильным из всех является катализатор на основе карбонила железа [Fe3(CO)12], который образется прямо в реакционной смеси в присутствии муравьиной кислоты и стабилизирующих компонентов – трифенилфосфина, диметилформамида и одного из гомологов пиридина.
Это вещество запускает реакцию разложения муравьиной кислоты под воздействием солнечного света и остается стабильным. Теперь ученым предстоит повысить эффективность катализатора и добиться его стабильности в водной среде.
МОСКВА, 24 июн – РИА Новости.
- Источник(и):
-
Rian.ru
Journal of American Chemical Society
