Amsterdamse onderzoekers nippen aan Heilige Graal van waterstofeconomie

Aan de Universiteit van Amsterdam is een zelfassemblerend supramoleculair complex ontworpen dat energie uit licht gebruikt om waterstofgas vrij te maken uit een organische verbinding. Zo’n synthetische nabootsing van de combinatie van chlorofyl en hydrogenase-enzymen is uiteindelijk te beschouwen als de Heilige Graal van de waterstofeconomie, zo schrijft de groep van prof. Joost Reek op de website van PNAS.

Het hart van het complex wordt gevormd door een dithiolaat/di-ijzerverbinding (afgekort 2Fe2S) die min of meer overeenkomt met de actieve site in natuurlijke hydrogenase-enzymen. Deze groep kan protonen reduceren tot moleculaire waterstof mits hij beschikt over een externe elektronenbron.

Die elektronen worden in het supramoleculaire katalysatorsysteem aangeleverd door een door licht aangeslagen zink(II)porfyrine, een synthetisch analoog van chlorofyl.

De supramoleculaire assemblagestrategie maakte het eenvoudig voor de onderzoekers om verschillende combinaties van de chromoforen en katalysatoren te proberen. Uiteindelijk bleek slechts één combinatie een goede productie van waterstof te geven wanneer het monster werd belicht.

Bij de proeven is een ionische vloeistof ( NⁱPr₂EtH.OAc) gebruikt als protonendonor. Om écht de waterstofeconomie aan te zwengelen zul je uiteraard naar een andere protonenbron toe moeten, bij voorkeur water. “Water splitsen met behulp van licht is een uitdaging apart, en daar hebben we ook ideeën voor”, aldus Reek.

bron: UvA, PNAS