2023-03-28 スウォンジー大学
天然の酵素である水素酵素を使用し、太陽光を利用してグリーン水素を生成するために、環境に優しい方法を探っていたところ、気中でも安定して活性化できる溶媒を開発することに成功しました。また、この水素酵素と合成ナノ粒子を組み合わせた新しいハイブリッド材料の開発にも成功しました。
この研究により、貴金属である白金に代わる持続可能な触媒を使用することで、グリーン水素のコストが下がり、大規模な使用が可能になります。グリーン水素は、運輸、化学産業、エネルギー産業など、多くの分野で使用され、今後のエネルギー政策において重要な役割を果たすことが期待されています。
＜関連情報＞
- https://www.swansea.ac.uk/press-office/news-events/news/2023/03/international-team-uses-natural-catalysts-to-develop-low-cost-way-of-producing-green-hydrogen-.php
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202219176
溶媒チューニングによる好気性光触媒水素発生用ハイドロゲナーゼの性能向上 Augmenting the Performance of Hydrogenase for Aerobic Photocatalytic Hydrogen Evolution via Solvent Tuning
Michael G. Allan, Thomas Pichon, Jade A. McCune, Christine Cavazza, Alan Le Goff, Dr. Moritz F. Kühnel
Angewandte Chemie International Edition Published: 14 February 2023
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202219176
Graphical Abstract
Deep eutectic solvents (DESs) are shown to be superior solvents for solar hydrogen generation using natural hydrogenase enzymes. This “inDEStructible” system demonstrates that DES-based engineered solvents stabilise hydrogenase towards oxygen and enable efficient H2 generation in air.
Abstract
This work showcases the performance of [NiFeSe] hydrogenase from Desulfomicrobium baculatum for solar-driven hydrogen generation in a variety of organic-based deep eutectic solvents. Despite its well-known sensitivity towards air and organic solvents, the hydrogenase shows remarkable performance under an aerobic atmosphere in these solvents when paired with a TiO2 photocatalyst. Tuning the water content further increases hydrogen evolution activity to a TOF of 60±3 s−1 and quantum yield to 2.3±0.4 % under aerobic conditions, compared to a TOF of 4 s−1 in a purely aqueous solvent. Contrary to common belief, this work therefore demonstrates that placing natural hydrogenases into non-natural environments can enhance their intrinsic activity beyond their natural performance, paving the way for full water splitting using hydrogenases.
