Chất xúc tác mô phỏng quá trình quang hợp để biến CO2 thành nhiên liệu công nghiệp sạch

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven đã phát triển một chất xúc tác mới lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp, có khả năng chuyển đổi carbon dioxide (CO2) thành formate, một hóa chất công nghiệp quý giá, chỉ sử dụng ánh sáng, proton và electron. Chất xúc tác dựa trên ruthenium này mô phỏng quá trình quang hợp tự nhiên bằng cách lưu trữ năng lượng mặt trời trong các liên kết hóa học thông qua việc chuyển giao proton và electron được kích hoạt bởi ánh sáng. Sáng kiến này đáp ứng nhu cầu cấp bách trong việc giảm lượng CO2 trong khí quyển không chỉ bằng cách thu giữ mà còn biến đổi nó thành các hợp chất hữu ích cho nhiên liệu, dược phẩm và các sản phẩm kháng khuẩn. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế lại cấu trúc của chất xúc tác bằng cách bao quanh trung tâm kim loại với các “cánh hoa” ligand, chuyển hoạt tính hóa học từ kim loại sang các ligand. Cách tiếp cận này ngăn CO2 gắn trực tiếp vào kim loại, điều mà truyền thống thường dẫn đến các phản ứng phụ và sự suy giảm chất xúc tác. Kết quả là quá trình này tạo ra formate một cách chọn lọc mà không sinh ra các sản phẩm phụ cạnh tranh như hydro hoặc carbon monoxide. Hơn nữa, cơ chế dựa trên ligand này cho phép linh hoạt trong việc lựa chọn kim loại trung tâm; trong khi ruthenium được sử dụng