Создан быстрый обратимый катализатор для систем возобновляемой энергии
Специалисты Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (ТСНЛ) создали синтетический катализатор, имитирующий поведение натуральных ферментов, запускающих реакции. Материал поможет хранить энергию от возобновляемых источников.
Чтобы занять лидирующие позиции в энергетическом комплексе, солнечным и ветряным установкам необходимы системы для эффективного хранения выработанного электричества в химических связях, пока оно не потребуется. Для этого нужны доступные многоразовые катализаторы, вещества, быстро формирующие и разрушающие связи в любом направлении. Исследователи ТСНЛ предложили такой, продукт, сообщает phys.org. Вдохновленная каталитическими ферментами, команда разработала синтетическое соединение, имитирующее их поведение.
Результаты исследования представлены в Nature Reviews Chemistry. Статья описывает 3 поколения катализаторов, обеспечивающих обратимую реакцию – основа эффективного ферментного поведения. В ней приводится не только обзор исследования, но и данные о прогрессе в совершенствовании свойств материалов, необходимых для окисления и производства водорода с помощью металлоферментов.
«Создание обратимого катализатора – «святой Грааль» этой сферы науки, — сказал Арнаб Датта, сейчас занимающий должность доцента в Индийском технологическом институте. – Материал является самым эффективным инструментом взаимопревращения химикатов почти с нулевыми потерями энергии».
В частности, ученые создали несколько молекулярных никелевых катализаторов. За счет правильного расположения аминокислот, напоминающих ферментные, они добились быстрого окисления водорода.
«Ключом к эффективности продукта является структурированный белковый каркас. Он управляет термодинамическими и кинетическими аспектами процесса, а также ускоряет каталитический цикл», — сказал Датта.
В новом дизайне внимание переключено на активные участки, вместо металлического ядра. Сейчас исследователи занимаются развитием системы. Результаты опытов были получены в растворе, а авторы хотят перевести их в сухие условия топливных элементов и сделать пригодными для промышленного применения.
