Le celle a combustibile a base di idrogeno promettono la generazione di energia sostenibile, ma per diventare pratici devono essere più efficienti e convenienti. Gli scienziati del Centro per l'elettrocatalisi molecolare (CME) del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) stanno lavorando per comprendere la reattività fondamentale di H ₂ che potrebbe contribuire a rendere l'idrogeno una fonte di combustibile più ampiamente utilizzata. Lavorando con un raro complesso paramagnetico a base di ferro, un team di ricerca basato su CME ha riportato per la prima volta il meccanismo di reattività dell'idrogeno e ha spiegato in dettaglio come vengono trasferiti gli atomi di idrogeno. Il loro studio, "H ₂ Legame, scissione, e trasferimento netto di atomi di idrogeno in un complesso di ferro paramagnetico, " appare in Giornale della Società Chimica Americana .

I complessi paramagnetici di diidrogeno sono difficili da studiare perché non possono essere esaminati utilizzando il metodo tradizionale della spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. Il team di ricerca CME ha combinato cinetica, spettroscopico, elettrochimico, e prove computazionali per rivelare che la reazione del complesso del ferro parte da una singola molecola di idrogeno (H ₂ ) legato al metallo. La successiva reazione procede attraverso un'insolita scissione del legame H-H di H ₂ mediato da due centri di ferro. Complessi metallici in cui l'idrogeno (H ₂ ) si lega al metallo sono intermedi chiave in molte reazioni catalitiche importanti per le conversioni di energia.

"Sono stati segnalati solo pochissimi complessi paramagnetici di diidrogeno, e le loro reazioni non sono state esplorate, " ha detto Morris Bullock, direttore del CME. "Questa straordinaria reazione contribuisce a una nuova comprensione di fondamentale importanza per guidare la progettazione di nuovi catalizzatori ed elettrocatalizzatori".