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据Science Newsline网站2012年11月2日报道,德国波鸿鲁尔大学(Ruhr-Universität Bochum,简称RUB)的科学家与马克斯·普朗克研究所化学能转换(Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion ,简称MPI CEC)研究方面的科学家合作,通过光谱研究发现一种产氢酶,这种酶催化部位充当一种电子存储库的作用。因此,它可以非常有效地产生氢气, 作为一种可再生能源潜力很大。该研究小组在德国《应用化学》(Angewandte Chemie)杂志发表了他们的研究结果。文章系统分析了酶的构成、催化作用形成和氢的转换。在其中心有一个两铁核心,因此也称其为[FeFe]氢化酶。能源研究者对于氢化酶类物质颇感兴趣,因为它们能有效地产生氢气。然而,新开发的催化剂只能是对其作用方式的深入理解罢了。
在制氢过程中,两个电子与两个质子结合在一起形成氢气即2e-+2H+=H2。该研究团队发现,正如预期的那样,第一个电子最初是转移到酶的铁中心;另一方面,第二个转移体是一个位于酶外围Fe-S簇,它形成了第二个电子的一个临时存储库。这种“超级还原”态可能就是高效氢化酶的关键因素所在。随后2个电子从酶经过一步被转移到质子,最终导致氢的生成。MPI CEC从事光谱研究的博士研究生Agnieszka Adamska说:“只有使用两种不同的光谱技术才可能作出这样的发现。”该研究制氢速度为每秒产生10000个氢分子。RUB为此项目制备生物样本的博士后Camilla Lambertz说:“由单个[FeFe]中心可以在每秒钟内产生10000个氢气分子。” 因此,这种酶已成为最有效的氢化酶之一,也备受生物学家和化学家的关注,因为是着眼于实现环境友好型的氢生产。然而, 氢形成的完整机理是复杂的、多步的,需要进一步研究才能澄清。接下来, MPI CEC和RUB研究人员计划使用敏感光谱方法来定位质子以及两个电子的转移过程(H++2e-=H-),这种带负电荷的氢原子(H-)与另一个质子反应形成氢分子(H-+H+=H2)。受[FeFe]氢化酶的启发,研究者希望开发出自己的可用于生产氢气的制氢催化剂。更多信息请浏览:
http://www.sciencenewsline.com/articles/2012110220050017.html
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GMT+8, 2024-12-26 03:35
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