Ученые используют железо вместо платины для получения водорода

Компании, производящие металлы платиновой группы, рассматривают водородную энергетику как потенциальный мост к новому спросу, если автомобили, работающие от батарей, перестанут нуждаться в каталитических нейтрализаторах, но природа указывает путь к получению водорода с помощью металлоорганических соединений железа.

Ученые из Йенского университета достигли прогресса в понимании того, как микроорганизмы производят водород, используя специальные ферменты, называемые гидрогеназами. Их результаты были опубликованы сегодня на сайте университета.

«Особенностью гидрогеназ является то, что они генерируют водород каталитически. В отличие от электролиза, который обычно проводится в промышленных масштабах с использованием дорогостоящего платинового катализатора, микроорганизмы используют металлоорганические соединения железа», — объясняет профессор Вольфганг Вайганд из Института неорганической и аналитической химии Йенского университета. «В качестве источника энергии водород, естественно, представляет большой интерес. Поэтому мы хотим понять, как именно происходит этот каталитический процесс», — добавляет он.

Гидрогеназа уже используется в промышленности. На основе этого процесса уже получено множество соединений. В сотрудничестве с Миланским университетом Вайганд и его команда в Йене создали соединение, которое позволило получить совершенно новое представление о процессе катализа.

«Как и в природе, наша модель основана на молекуле, содержащей два атома железа. Однако, по сравнению с природной формой, мы изменили химическое окружение железа особым образом. Точнее, амин был заменен на оксид фосфина с аналогичными химическими свойствами. Таким образом, мы ввели в игру элемент фосфор», — говорит Вайганд.

«Нашей целью было понять, как эти протоны образуют водород. Однако донором протонов в наших экспериментах была не вода, а кислота. Мы наблюдали, как протон кислоты передается оксиду фосфина нашего соединения, после чего происходит высвобождение протона на один из атомов железа. Подобный процесс можно было бы наблюдать и в природном варианте молекулы».

Ученые заявили, что этот процесс в конечном итоге может быть связан с солнечной энергией и снизить стоимость производства водорода.