Organometaalcomplex bootst fotosynthese na

Met licht, warmte en een rutheniumcomplex kun je water in drie stappen omzetten in waterstofgas en zuurstofgas. Na afloop krijg je het complex onbeschadigd weer in handen, zo melden Israëlische wetenschappers in Science.

Onderzoeksleider David Milstein (Weizmann-instituut, Rehovot) hoopt uiteindelijk uit te komen op één efficiënt katalytisch continuproces dat zonne-energie opslaat in waterstof.

Het rutheniumcomplex is een tangverbinding, die sterk lijkt op eerdere producten uit Milsteins keuken. Eerder bleek deze variant al de koppeling van alcoholen tot esters en die van alcoholen met amines tot amides te katalyseren.

De eerste stap van het nu ontdekte proces is dat het complex H₂O bindt, bij 25 graden Celsius. Daarbij komt één H⁺-kern aan de organische tang te hangen, terwijl het OH^- zich rechtstreeks aan het ruthenium hecht.

Verhoog je de temperatuur tot 100 graden, dan wordt een tweede watermolecuul gesloopt. Er splitst zich H₂ af, terwijl aan het ruthenium nu twee OH-groepen hangen.

Bestraal je het resultaat met licht in het golflengtegebied 320-420 nm, dan splitst zich O₂ af en heb je je oorspronkelijke complex weer terug.

Die laatste stap is volgens Milstein het interessantst. Hoe het precies werkt, snapt hij nog niet. Door proefjes te doen met verschillende zuurstofisotopen heeft hij kunnen aantonen dat bij elk gevormd O₂-molecuul maar één rutheniumcomplex betrokken is, en niet twee zoals je wellicht zou verwachten. Hij vermoedt dat de twee OH-groepen zich hergroeperen tot H₂O₂ dat vervolgens meteen weer ontleedt.

In elk geval lijkt hij een tamelijk unieke reactie te pakken te hebben.

bron: Weizmann-instituut