Crédito:Universidad de la Ciudad de Osaka
El profesor Yutaka Amao del Centro de Investigación de Fotosíntesis Artificial de la Universidad de la Ciudad de Osaka y Ryohei Sato, un doctorado de 1er año. estudiante de la Escuela de Graduados en Ciencias con especialización en Física y Química, revelan que el catalizador formiato deshidrogenasa reduce el dióxido de carbono directamente a ácido fórmico.
El desarrollo de un catalizador eficaz es un paso importante en la creación de un sistema de fotosíntesis artificial que utiliza la luz solar para convertir el dióxido de carbono en moléculas orgánicas. La formiato deshidrogenasa (FDH) es un catalizador que acelera la reacción de conversión de dióxido de carbono (CO 2 ) en ácido fórmico (medio de almacenamiento de energía de hidrógeno, etc.) Sin embargo, hasta ahora, los detalles de cómo sucedió esto no estaban claros. El grupo de investigación disolvió FDH en una solución líquida y luego se insufló dióxido de carbono en la solución para el evento de reacción.
En liquido El dióxido de carbono existe en dos formas adicionales además de sí mismo:un ion biocarbonato y un ion carbonato. Hasta ahora, no se sabía cuál de estas tres formas se reduce y se convierte en ácido fórmico. Al cambiar la cantidad de cada tipo de dióxido de carbono en la solución líquida y controlarlos con precisión, el grupo descubrió que el dióxido de carbono en sí mismo se reduce directamente a ácido fórmico después de investigar su reacción con FDH.
Los resultados de esta investigación fueron publicados en el Nueva revista de química publicado por la Royal Society of Chemistry (RSC).
El grupo aclaró por primera vez si la formiato deshidrogenasa reduce el dióxido de carbono, ion de biocarbonato, o ion carbonato a ácido fórmico. Crédito:Centro de Investigación para la Fotosíntesis Artificial, Universidad de la ciudad de Osaka
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, es necesario prepararse para la próxima generación resolviendo rápidamente los graves problemas de hoy, a saber, el calentamiento global debido a los gases de efecto invernadero, procesamiento de grandes cantidades de residuos industriales, y el agotamiento de energías fósiles como el petróleo y el carbón. Es fundamental construir un sistema de reciclaje de energía con un bajo impacto ambiental y desarrollar un sistema de conversión de energía que utilice de manera efectiva gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono.
CO 2 tiene un objetivo de reducción establecido a escala global. Es posible regular y reducir el CO 2 emisiones, pero cómo utilizarlo como materia prima y convertirlo en sustancias útiles también es una cuestión importante. Estas son las circunstancias que han llamado la atención sobre la tecnología de fotosíntesis artificial que utiliza energía solar para convertir el dióxido de carbono en un combustible utilizable.
Este grupo de investigación tiene como objetivo mejorar drásticamente el catalizador 'formiato deshidrogenasa, 'que promueve la reacción de convertir el dióxido de carbono en ácido fórmico, que se utiliza como combustible, productos químicos, y como medio de almacenamiento de energía. Se sabe que el dióxido de carbono existe en un líquido como ion biocarbonato (HCO 3 - ) e ion carbonato (CO 3 - ) además de sí mismo. Sin embargo, cuando una reacción en la solución es catalizada por formiato deshidrogenasa, no estaba claro cuál de las 3 formas de CO 2 se redujo a ácido fórmico.
Al cambiar la cantidad de estas tres formas de CO 2 en la solución líquida y controlarlos con formiato deshidrogenasa, Este estudio mostró que se reducen a ácido fórmico solo cuando la proporción de dióxido de carbono es grande, como se muestra en la figura. Cuando el dióxido de carbono de la solución se transformó en bicarbonato y carbonato, no se redujo a ácido fórmico.
Creemos que este descubrimiento nos guiará en el desarrollo y diseño de catalizadores que ayudarán a generar un sistema de fotosíntesis artificial que convierta de manera eficiente el dióxido de carbono en moléculas orgánicas.
