研究人員已經(jīng)更接近于找到 種有效的方法來合成氫氣用于大規(guī)模清潔燃料生產(chǎn)。

　　

　　長(zhǎng)期以來，研究人員 直將基于氫的氣體視為解決 對(duì)礦物燃料的依賴所造成的排放問題的 種方法。然而， 個(gè)主要的絆腳石是，用于這些燃料的氫氣生產(chǎn)對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)從來沒有足夠的效率或成本效益。

 

　　

　　來自伊利諾伊大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的 組研究人員試圖解決這 問題。研究小組的化學(xué) 發(fā)現(xiàn)了更多有關(guān)合成酶如何在簡(jiǎn)單的氫氣產(chǎn)生中發(fā)揮作用的信息。

　　

　　由伊利諾伊大學(xué)化學(xué)系教授Thomas Rauchfuss 導(dǎo)的 個(gè)小組已經(jīng)鑒定出 種生物酶或氫化酶，該酶可以比目前的任何方法更有效地幫助合成氫。具體來說，他們使用了兩種酶中的 種（鐵-鐵酶），因?yàn)樗攘?種鎳-鐵酶能更快地產(chǎn)生氫氣。

　　

　　氫酶基本上是自然界制造和燃燒氫氣的機(jī)械。“氫酶是酶，可以認(rèn)為是嵌入蓬松蛋白質(zhì)中的小型機(jī)器。” “機(jī)器[等于]活動(dòng)站點(diǎn)。”

　　

　　此外，這些酶根據(jù)其環(huán)境（其環(huán)境）“吃掉” H2或分泌H2，Rauchfuss解釋說。“如果生物被卡在遠(yuǎn)離空氣的泥漿深處，它們將發(fā)酵生物質(zhì)并釋放出H2。他們從底物中提取H2的唯 方法是使用氫化酶。”

　　

　　另 方面，他告訴我們，通過利用氫酶將電子從H2中抽出并利用這些電子轉(zhuǎn)化某些氧化劑，高等生物會(huì)吃掉H2并向上沖向表面。

　　

　　尋找正確的食譜

　　

　　研究人員著手尋找合適的化學(xué)成分，以基于鐵-鐵材料的平衡來合成加氫酶，從而與氫有效地相互作用，從而產(chǎn)生潛在的燃料。Rauchfuss說：“有機(jī)物只有 種與H2相互作用的方式，而這種方式涉及到氫酶。” “否則，H2不會(huì)與活物互動(dòng)。只是惰性的。但是氫化酶確實(shí)會(huì)與H2相互作用，然后將它們的相互作用連接到細(xì)胞的其他部分。”

　　

　　在開始該項(xiàng)目之前，研究小組的化學(xué) 已經(jīng)對(duì)酶中活性部位的化學(xué)組成有了大致的了解。在此知識(shí)的基礎(chǔ)上，他們提出了 個(gè)假設(shè)，即這些位點(diǎn)是由10個(gè)部分組裝而成的：四個(gè) 氧化碳分子，兩個(gè)氰化物離子，兩個(gè)鐵離子以及兩組含硫的氨基酸（稱為半胱氨酸）。

　　

　　 終，研究人員發(fā)現(xiàn)他們假設(shè)錯(cuò)誤。相反，酶的引擎更有可能由兩個(gè)相同的組組成，包含五個(gè)化學(xué)物質(zhì)：兩個(gè) 氧化碳分子， 個(gè)氰化物離子， 個(gè)鐵離子和 個(gè)半胱氨酸基團(tuán)。這些組形成 個(gè)緊密結(jié)合的單元，并且這兩個(gè)單元組合在 起，使引擎總共有10個(gè)零件。

　　

　　但是，在對(duì)實(shí)驗(yàn)室合成的酶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析之后，對(duì)于研究人員來說，甚至還有另 個(gè)驚喜。研究小組意識(shí)到他們的酶組成配方不完整。制作活動(dòng)站點(diǎn)引擎實(shí)際上需要11位，而不是10位。

　　

　　研究人員計(jì)劃通過尋找 后 個(gè)難題來繼續(xù)他們的工作。研究小組在《美國(guó)國(guó) 科學(xué)院院刊》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

　　

　　雖然尚不清楚哪些特定的應(yīng)用程序?qū)⑼瓿晒ぷ鳌Ｔ撗芯靠梢蕴峁?個(gè)組裝套件，對(duì)其他催化劑設(shè)計(jì)項(xiàng)目具有指導(dǎo)意義。“這項(xiàng)研究得出的結(jié)論是，設(shè)想使用真正的酶來產(chǎn)生氫氣是 回事，但充分了解其組成以使其能夠在實(shí)驗(yàn)室中使用時(shí)，它的功能要強(qiáng)大得多”，Rauchfuss說過。