镍原子有助于减少二氧化碳

RIKEN的一项研究探讨了自然界如何将二氧化碳转化为更复杂的有机化合物，这是支撑生命起源的过程之一，因此科学家们更加接近于将大气中的二氧化碳转化为工业上有用的化学物质的方法。

寻找一种在能源上有效的方式将二氧化碳气体转化成有用的化合物，对于以经济上可行的方式减少温室气体的排放是非常有吸引力的。在自然界中，碳氧化物转化成一氧化碳，然后成更复杂的有机化合物通过最有可能连接到地球上生命起源反应。

这些反应可以遵循不同的途径，但是使用一氧化碳脱氢酶(CODH)的酶特别有效，这有助于降低与第一步反应有关的能源成本：将二氧化碳还原为一氧化碳。因此，了解CODH酶的催化机理可以为环保技术应用铺平道路，并为我们星球生命的起源提供重要见解。

每种酶都有一个发生相关反应的特定活性位点。现在，RIKEN可持续资源科学中心(CSRS)的中村龙平(Ryuhei Nakamura)及其同事已提出，特定原子镍是发生在CODH酶活性位点的反应机制的关键。

该文章的合著者大冈秀史解释说：“ CODH是一种稀有酶，它利用镍-硫化铁的活性位点代替了更常见的硫化铁簇。” “尽管我们的小组和其他小组已经报告说，在硫化铁中添加镍可以提高二氧化碳的还原效率，但由于缺乏现场光谱学研究，镍的重要性尚不清楚，”李继恩说，也是CSRS。

该团队使用了CODH活性位点的三个无机类似物-一个具有铁和硫的特征，两个具有镍，铁和硫的特征-然后利用红外光谱法在这三个类似物上还原了二氧化碳，同时改变了施加的电势。

二氧化碳的还原仅在镍存在下发生，镍与碳结合而铁与氧结合。随着电势的增加，铁硫和镍簇簇催化一氧化碳进一步还原成甲酰基，然后将其转化为甲烷和乙烷。

通过他们的工作，Nakamura和他的同事们提供了镍增强的二氧化碳还原背后的分子水平的理解，为仿生催化剂的开发提供了重要的见识。

中村说：“我们的结果还表明，减少矿物表面上的二氧化碳是可能的，这表明镍铁硫化物可能有助于益生元固定二氧化碳。”

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