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U cambiamentu climaticu hè un prublema ambientale mundiale. U principale cuntributore à u cambiamentu climaticu hè a combustione eccessiva di combustibili fossili. Quessi producenu diossidu di carbonu (CO2), un gasu à effettu serra chì cuntribuisce à u riscaldamentu climaticu. À a luce di questu, i guverni di u mondu sanu sviluppanu pulitiche per limità tali emissioni di carbonu. Tuttavia, riduce solu l'emissioni di carbonu ùn pò micca esse abbastanza. L'emissioni di diossidu di carbonu devenu ancu esse cuntrullate. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
À questu riguardu, i scientifichi pruponenu a cunversione chimica di u diossidu di carbonu in cumposti à valore aghjuntu cum'è u metanolu è l'acidu formicu (HCOOH). Per pruduce quest'ultimu, hè necessaria una fonte di ioni idruri (H-), chì sò equivalenti à un protone è dui elettroni. Per esempiu, a coppia di riduzione-ossidazione di nicotinamide adenina dinucleotide (NAD+/NADH) hè un generatore è un reservoir di idruri (H-) in i sistemi biologichi.
In questu cuntestu, una squadra di circadori guidata da u prufessore Hitoshi Tamiaki di l'Università Ritsumeikan, in Giappone, hà sviluppatu un novu metudu chimicu utilizendu cumplessi NAD+/NADH di tipu ruteniu per riduce CO2 à HCOOH. I risultati di u so studiu sò stati publicati in a rivista ChemSusChem u 13 di ghjennaghju di u 2023.
U prufessore Tamiaki spiega a motivazione di a so ricerca. «Hè statu dimustratu pocu fà chì u cumplessu di ruteniu cù u mudellu NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, subisce una riduzione fotochimica à dui elettroni. Hà datu nascita à u cumplessu di tipu NADH currispundente [Ru (bpy) )2 (pbnHH)](PF6)2 in presenza di trietanolamina in acetonitrile (CH3CN) sottu luce visibile», hà dettu.
"Inoltre, a bollitura di CO2 in una suluzione [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ rigenera [Ru(bpy)2(pbn)]2+ è produce ioni formiati (HCOO-). Tuttavia, a so velocità di pruduzzione hè abbastanza bassa. Corta. Dunque, a cunversione di H- in CO2 richiede un sistema cataliticu miglioratu."
Dunque, i circadori anu studiatu diversi reagenti è cundizioni di reazione chì aiutanu à riduce l'emissioni di diossidu di carbonu. Basendu si nantu à sti esperimenti, anu prupostu una riduzione à dui elettroni indotta da a luce di a coppia redox [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ in presenza di 1,3-. Dimetil-2-fenil-2,3-diidro-1H-benzo[d]imidazolu (BIH). Inoltre, l'acqua (H2O) in CH3CN invece di trietanolamina hà migliuratu ulteriormente u rendimentu.

Inoltre, i circadori anu ancu investigatu i putenziali meccanismi di reazione utilizendu tecniche cum'è a risonanza magnetica nucleare, a voltammetria ciclica è a spettrofotometria UV-visibile. Basendu si nantu à questu, anu ipotizzatu: Prima, dopu a fotoeccitazione di [Ru(bpy)2(pbn)]2+, si forma u radicale liberu [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, chì subisce a seguente riduzione: BIH Ottene [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ è BIH•+. In seguitu, H2O protona u cumplessu di ruteniu per furmà [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ è BI•. U pruduttu risultante hè sproporzionatu per furmà [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ è torna à [Ru(bpy)2(pbn)]2+. U primu hè tandu riduttu da BI• per generà [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Stu cumplessu hè un catalizatore attivu chì cunverte H- in CO2, pruducendu HCOO- è acidu formicu.
I circadori anu dimustratu chì a reazione pruposta hà un numeru di cunversione altu (u numeru di moli di diossidu di carbonu cunvertite da una mole di catalizatore) - 63.
I circadori sò entusiasti di ste scuperte è speranu di sviluppà un novu metudu di cunvertisce l'energia (luce solare in energia chimica) per pruduce novi materiali rinnuvevuli.
«U nostru metudu riducerà ancu a quantità tutale di diossidu di carbonu nantu à a Terra è aiuterà à mantene u ciclu di u carbonu. Dunque, pò riduce u riscaldamentu climaticu futuru», aghjunse u prufessore Tamiaki. «Inoltre, e nove tecnulugie di trasportu di idruri organici ci furniranu cumposti preziosi.»
Più infurmazione: Yusuke Kinoshita et al., Trasferimentu di idruri organici induttu da a luce à CO2** mediatu da complessi di ruteniu cum'è mudelli per coppie redox NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

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