Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan prosedur dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan kualitas-kualitas berikut sambil memastikan integritas konten:
Perubahan iklim adalah masalah lingkungan global. Kontributor utama perubahan iklim adalah pembakaran bahan bakar fosil yang berlebihan. Pembakaran tersebut menghasilkan karbon dioksida (CO2), gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap pemanasan global. Mengingat hal ini, pemerintah di seluruh dunia sedang mengembangkan kebijakan untuk membatasi emisi karbon tersebut. Namun, sekadar mengurangi emisi karbon mungkin tidak cukup. Emisi karbon dioksida juga perlu dikendalikan. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Dalam hal ini, para ilmuwan mengusulkan konversi kimia karbon dioksida menjadi senyawa bernilai tambah seperti metanol dan asam format (HCOOH). Untuk menghasilkan asam format, diperlukan sumber ion hidrida (H-), yang setara dengan satu proton dan dua elektron. Misalnya, pasangan reduksi-oksidasi nikotinamida adenin dinukleotida (NAD+/NADH) merupakan penghasil dan penampung hidrida (H-) dalam sistem biologis.
Dengan latar belakang tersebut, sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Hitoshi Tamiaki dari Universitas Ritsumeikan, Jepang, mengembangkan metode kimia baru menggunakan kompleks NAD+/NADH mirip rutenium untuk mereduksi CO2 menjadi HCOOH. Hasil penelitian mereka dipublikasikan dalam jurnal ChemSusChem pada 13 Januari 2023.
Profesor Tamiaki menjelaskan motivasi penelitiannya. “Baru-baru ini ditunjukkan bahwa kompleks rutenium dengan model NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, mengalami reduksi fotokimia dua elektron. Hal ini menghasilkan kompleks tipe NADH yang sesuai [Ru(bpy)2(pbnHH)](PF6)2 dengan adanya trietanolamina dalam asetonitril (CH3CN) di bawah cahaya tampak,” katanya.
“Selain itu, penggelembungkan CO2 ke dalam larutan [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ meregenerasi [Ru(bpy)2(pbn)]2+ dan menghasilkan ion format (HCOO-). Namun, kecepatan produksinya cukup rendah. Oleh karena itu, konversi H- menjadi CO2 membutuhkan sistem katalitik yang lebih baik.”
Oleh karena itu, para peneliti telah menyelidiki berbagai reagen dan kondisi reaksi yang membantu mengurangi emisi karbon dioksida. Berdasarkan eksperimen ini, mereka mengusulkan reduksi dua elektron yang diinduksi cahaya dari pasangan redoks [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ dengan adanya 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol (BIH). Selain itu, air (H2O) dalam CH3CN sebagai pengganti trietanolamina semakin meningkatkan hasil reaksi.

Selain itu, para peneliti juga menyelidiki mekanisme reaksi potensial menggunakan teknik seperti resonansi magnetik nuklir, voltametri siklik, dan spektrofotometri UV-visibel. Berdasarkan hal ini, mereka berhipotesis: Pertama, setelah fotoeksitasi [Ru(bpy)2(pbn)]2+, radikal bebas [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+* terbentuk, yang mengalami reduksi berikut: BIH menghasilkan [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ dan BIH•+. Selanjutnya, H2O memprotonasi kompleks rutenium untuk membentuk [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ dan BI•. Produk yang dihasilkan mengalami disproporsionasi untuk membentuk [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ dan kembali menjadi [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Senyawa pertama kemudian direduksi oleh BI• untuk menghasilkan [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Kompleks ini merupakan katalis aktif yang mengubah H- menjadi CO2, menghasilkan HCOO- dan asam format.
Para peneliti menunjukkan bahwa reaksi yang diusulkan memiliki angka konversi yang tinggi (jumlah mol karbon dioksida yang dikonversi oleh satu mol katalis) – 63.
Para peneliti sangat antusias dengan penemuan-penemuan ini dan berharap dapat mengembangkan metode baru untuk mengubah energi (sinar matahari menjadi energi kimia) guna menghasilkan material terbarukan yang baru.
“Metode kami juga akan mengurangi jumlah total karbon dioksida di Bumi dan membantu menjaga siklus karbon. Oleh karena itu, metode ini dapat mengurangi pemanasan global di masa depan,” tambah Profesor Tamiaki. “Selain itu, teknologi transportasi hidrida organik baru akan memberi kita senyawa yang sangat berharga.”
Informasi lebih lanjut: Yusuke Kinoshita dkk., Transfer hidrida organik yang diinduksi cahaya ke CO2** yang dimediasi oleh kompleks rutenium sebagai model untuk pasangan redoks NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Jika Anda menemukan kesalahan ketik, ketidakakuratan, atau ingin mengajukan permintaan untuk mengedit konten di halaman ini, silakan gunakan formulir ini. Untuk pertanyaan umum, silakan gunakan formulir kontak kami. Untuk umpan balik umum, gunakan bagian komentar publik di bawah ini (ikuti petunjuknya).
Masukan Anda sangat penting bagi kami. Namun, karena banyaknya pesan yang masuk, kami tidak dapat menjamin respons yang dipersonalisasi.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima siapa pengirim email tersebut. Baik alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain apa pun. Informasi yang Anda masukkan akan muncul di email Anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Dapatkan pembaruan mingguan dan/atau harian di kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan detail Anda kepada pihak ketiga.
Kami membuat konten kami dapat diakses oleh semua orang. Pertimbangkan untuk mendukung misi Science X dengan akun premium.

Jika Anda memerlukan informasi lebih lanjut, silakan kirim email kepada saya.
E-mail:
info@pulisichem.cn
Telp:
+86-533-3149598