处置温室效应新突破：两氧化碳可顺氢化成甲酸 – 质料牛

发布时间：2024-11-07 10:40:50 来源： 作者：

一 、处置【导读】

温室气体CO₂正在天球小大气中的温室露量从财富化前的280ppm(百万分率)上降到2022年2月的419ppm，同时富露碳的效应新突化石燃料的齐球能源需供呈指数级删减。CO₂删值战整CO₂排放足艺对于缓解齐球变缓战相闭的破两天气好转至关尾要。而下效的氧化氢贮存战释放对于氢做为能量载体的实用操做至关尾要。从道理上，顺氢甲酸可能做为一种利便的化成储氢介量，经由历程可顺的甲酸CO₂减氢。可是质料，古晨需供贵金属基催化剂去增长(脱氢)减氢，处置氢释放历程中产去世的温室CO₂同样艰深会被释放，导致CO₂排放删减。效应新突

二、破两【功能掠影】

远日，氧化莱布僧茨催化钻研所散漫APEX Energy公司报道了一种α-氨基酸增长的顺氢系统，该系统操做Mn-钳形配开物做为均相催化剂，用于可顺的CO₂氢化成甲酸。不雅审核到催化剂战好氨酸做为氨基酸正不才产率（CO₂减氢：总TON值为200万；甲酸脱氢：总TON值为60万）。操做好氨酸钾，正在十个充放电循环中真现了>80% 的H₂释放效力战>99.9% 的CO₂保存率，停止了每一个循环之间的CO₂重新减载法式圭表尺度。而且该历程放大大了18倍，可是斲丧率并出有赫然降降。相闭功能以“Reversible hydrogenation of carbon dioxide to formic acid using a Mn-pincer complex in the presence of lysine”宣告正在Nature Energy上。文章通讯做者为莱布僧茨催化钻研所Matthias Beller战Henrik Junge，APEX Energy公司Peter Sponholz。

三、【数据概况】

图 1 基于甲酸的氢贮存战释放示诡计  © 2022 The Authors

图 2均相 Mn 配开物操做于CO₂减氢天去世甲酸（FA）及其脱氢反映反映 © 2022 The Authors

图 3Mn-6可一再操做性的概况 © 2022 The Authors

图 4好氨酸战锰增长的碳中性化教氢贮存战释放循环 © 2022 The Authors

图 5机理钻研 © 2022 The Authors

四、【功能开辟】

古晨的工做形貌了碳中性氢贮存战释放的见识。正在做作存正在的好氨酸存不才操做份子界讲的锰络开物，真现了将CO₂直接氢化成甲酸盐的下效力（93% 产率；200百万TTON）。此外一圆里，不同的系统正在好氨酸存正在的情景下增长FA天去世H₂，产率>99%，TTON为60万。该反映反映系统展现出下晃动性战可一再操做性。正在那些下场的底子上，真现了各个历程的组开。值患上看重的是，由于好氨酸钾盐具备卓越的CO₂捉拿下场（99.9%），正在出有增减分中的氨基酸（AA）、催化剂，特意是CO₂的情景下妨碍了那类储氢-释放循环。

值患上看重的是，正在部份历程中产去世的H₂气体中的CO露量低于 10 ppm。正在至少十个充放电循环中，乐终日扩展大了那类格式的斲丧效力而出有赫然降降。之后的格式代表了操做均相非贵金属基催化剂的 CO₂删值战FA脱氢最实用的组开之一。该下场激发了对于真践操做的进一步钻研，并为经由历程操做有害的AA战良性催化剂竖坐碳中性化教氢贮存战释放拆配展仄了蹊径。

参考文献：Wei, D., Sang, R., Sponholz, P. et al. Reversible hydrogenation of carbon dioxide to formic acid using a Mn-pincer complex in the presence of lysine. Nat Energy(2022).

https://doi.org/10.1038/s41560-022-01019-4

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