九州大学 通过转动一个分子的红色、蓝色和绿色位置，就像转动汽车方向盘一样，日本研究人员开发的一个分子可以被转化为三种类型的催化剂，用于燃料电池、制氢或加氢
从这项工作中获得的新见解有助于解开之前相互交织的三种催化剂之间的关系
学分:九州大学 日本九州大学和熊本大学的科学家开发了一种新的催化剂，能够帮助能源和工业中使用氢气的三个关键反应
受自然界中三种酶的启发，这项研究可以帮助阐明催化剂之间未知的关系，为将来有效利用氢气作为下一代能源铺平道路
当氢被用于燃料电池发电时，它只产生水，作为一种清洁能源，它有望应对全球面临的环境挑战
将氢作为下一代能源的一个关键是开发催化剂——帮助和加速反应而不会在过程中被消耗的化学物质——来帮助有效利用它
催化剂不仅在燃料电池中分解氢分子发电方面发挥作用，而且在将氢原子组合在一起形成燃料方面也发挥作用
氢在化学工业中也有许多应用，通常通过氢化过程附着在分子上以改变它们的性质
大自然已经开发了自己的一套生物催化剂，被称为酶，能够进行同样的基本反应
然而，这三种反应中的每一种都需要不同类型的酶，这些氢化酶可以按它们所含的金属来分组:镍和铁各一个原子，两个铁原子，或者一个铁原子
受大自然的启发，由九州大学的星矢和熊本大学的新亚·将鹤张杨领导的研究小组现在在《科学进步》杂志上报告说，一种单一的催化剂可以发挥所有三种作用
九州大学化学与生物化学系教授奥戈说:“仔细观察自然界三种氢化酶的关键结构，我们能够设计出一种分子，根据氢附着的位置来模拟所有这些结构。”
科学家开发的催化剂含有镍和铁作为关键金属
根据不同的反应条件，氢原子将以稍微不同的方式连接到分子上，导致分子扭曲，使其处于最适合三种反应之一的构型
虽然自然界中的酶依赖不同的金属来完成这些反应，但新开发的催化剂利用分子扭曲足以在类似于三种酶的结构之间切换，从而在不改变金属的情况下获得类似的功能
“在某种程度上，我们已经创造了一个带有方向盘的分子，”奥格解释道
“通过转动方向盘和扭转分子的部分，我们可以把它变成三种不同类型的催化剂——一种用于燃料电池，一种用于制氢，另一种用于氢化
" 奥格补充道，“这让我们解开了之前交织在一起的三大功能
" 虽然该分子目前可能不适合实际应用，但它指出了开发一种具有多种用途的单一催化剂的可能性
更重要的是，对这种分子所提供的催化过程的更好理解，可以对天然酶和未来实现氢动力社会的催化剂的发展提供至关重要的见解
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