研究人員已經更接近于找到 種有效的方法來合成氫氣用于大規模清潔燃料生產。

　　

　　長期以來，研究人員 直將基于氫的氣體視為解決 對礦物燃料的依賴所造成的排放問題的 種方法。然而， 個主要的絆腳石是，用于這些燃料的氫氣生產對于大規模生產從來沒有足夠的效率或成本效益。

 

　　

　　來自伊利諾伊大學和加利福尼亞大學戴維斯分校的 組研究人員試圖解決這 問題。研究小組的化學 發現了更多有關合成酶如何在簡單的氫氣產生中發揮作用的信息。

　　

　　由伊利諾伊大學化學系教授Thomas Rauchfuss 導的 個小組已經鑒定出 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），因為它比另 種鎳-鐵酶能更快地產生氫氣。

　　

　　氫酶基本上是自然界制造和燃燒氫氣的機械。“氫酶是酶，可以認為是嵌入蓬松蛋白質中的小型機器。” “機器[等于]活動站點。”

　　

　　此外，這些酶根據其環境（其環境）“吃掉” H2或分泌H2，Rauchfuss解釋說。“如果生物被卡在遠離空氣的泥漿深處，它們將發酵生物質并釋放出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化某些氧化劑，高等生物會吃掉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，從而產生潛在的燃料。Rauchfuss說：“有機物只有 種與H2相互作用的方式，而這種方式涉及到氫酶。” “否則，H2不會與活物互動。只是惰性的。但是氫化酶確實會與H2相互作用，然后將它們的相互作用連接到細胞的其他部分。”

　　

　　在開始該項目之前，研究小組的化學 已經對酶中活性部位的化學組成有了大致的了解。在此知識的基礎上，他們提出了 個假設，即這些位點是由10個部分組裝而成的：四個 氧化碳分子，兩個氰化物離子，兩個鐵離子以及兩組含硫的氨基酸（稱為半胱氨酸）。

　　

　　 終，研究人員發現他們假設錯誤。相反，酶的引擎更有可能由兩個相同的組組成，包含五個化學物質：兩個 氧化碳分子， 個氰化物離子， 個鐵離子和 個半胱氨酸基團。這些組形成 個緊密結合的單元，并且這兩個單元組合在 起，使引擎總共有10個零件。

　　

　　但是，在對實驗室合成的酶進行實驗室分析之后，對于研究人員來說，甚至還有另 個驚喜。研究小組意識到他們的酶組成配方不完整。制作活動站點引擎實際上需要11位，而不是10位。

　　

　　研究人員計劃通過尋找 后 個難題來繼續他們的工作。研究小組在《美國國 科學院院刊》上發表了他們的發現。

　　

　　雖然尚不清楚哪些特定的應用程序將完成工作。該研究可以提供 個組裝套件，對其他催化劑設計項目具有指導意義。“這項研究得出的結論是，設想使用真正的酶來產生氫氣是 回事，但充分了解其組成以使其能夠在實驗室中使用時，它的功能要強大得多”，Rauchfuss說過。