Professor Yutaka Amao del Centro di ricerca sulla fotosintesi artificiale dell'Università di Osaka City e Ryohei Sato, un 1 ° anno di dottorato studente della Scuola di Dottorato in Scienze Fisiche e Chimiche, rivelano che il catalizzatore formiato deidrogenasi riduce l'anidride carbonica direttamente ad acido formico.

Lo sviluppo di un catalizzatore efficace è un passo importante nella creazione di un sistema di fotosintesi artificiale che utilizza la luce solare per convertire l'anidride carbonica in molecole organiche. Il formiato deidrogenasi (FDH) è un catalizzatore che accelera la reazione di conversione dell'anidride carbonica (CO ₂ ) in acido formico (mezzo di accumulo di energia idrogeno ecc.) Tuttavia, fino ad ora i dettagli di come ciò sia accaduto non erano chiari. Il gruppo di ricerca ha sciolto l'FDH in una soluzione liquida e l'anidride carbonica è stata quindi soffiata nella soluzione per l'evento di reazione.

Nel liquido, l'anidride carbonica esiste in due forme aggiuntive oltre a se stessa:uno ione biocarbonato e uno ione carbonato. Fino ad ora, non si sapeva quale di queste tre forme si riducesse e si convertisse in acido formico. Modificando la quantità di ciascun tipo di anidride carbonica nella soluzione liquida e controllandola con precisione, il gruppo ha scoperto che l'anidride carbonica stessa viene direttamente ridotta ad acido formico dopo aver studiato la loro reazione con l'FDH.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati nel Nuovo giornale di chimica pubblicato dalla Royal Society of Chemistry (RSC).

Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, è necessario prepararsi alla prossima generazione risolvendo prontamente i gravi problemi di oggi, vale a dire il riscaldamento globale dovuto ai gas serra, trattamento di grandi quantità di rifiuti industriali, e l'esaurimento delle energie fossili come petrolio e carbone. È fondamentale costruire un sistema di riciclo energetico a basso impatto ambientale e sviluppare un sistema di conversione dell'energia che utilizzi efficacemente i gas serra come l'anidride carbonica.

CO ₂ ha un obiettivo di riduzione fissato su scala globale. È possibile regolare e ridurre la CO ₂ emissioni, ma anche come utilizzarla come materia prima e convertirla in sostanze utili è una questione importante. Queste sono le circostanze che hanno attirato l'attenzione sulla tecnologia della fotosintesi artificiale che utilizza l'energia solare per convertire l'anidride carbonica in un combustibile utilizzabile.

Questo gruppo di ricerca mira a migliorare notevolmente il catalizzatore "formato deidrogenasi, ' che promuove la reazione di conversione dell'anidride carbonica in acido formico, utilizzato come combustibile, prodotti chimici, e come mezzo di accumulo di energia. È noto che l'anidride carbonica esiste in un liquido come lo ione biocarbonato (HCO ₃ ^- ) e ione carbonato (CO ₃ ^- ) oltre a se stesso. Però, quando una reazione nella soluzione è catalizzata dalla formiato deidrogenasi, non era chiaro quale delle 3 forme di CO ₂ è stato ridotto ad acido formico.

Modificando la quantità di queste tre forme di CO ₂ nella soluzione liquida e controllandoli con formiato deidrogenasi, Questo studio ha mostrato che sono ridotti ad acido formico solo quando il rapporto di anidride carbonica è grande, come mostrato in figura. Quando l'anidride carbonica nella soluzione è stata cambiata in bicarbonato e carbonato, non è stato ridotto ad acido formico.

Riteniamo che questa scoperta ci guiderà nello sviluppo e nella progettazione di catalizzatori che aiuteranno a realizzare un sistema di fotosintesi artificiale che converte in modo efficiente l'anidride carbonica in molecole organiche.