นักเคมีพัฒนาวิธีการใหม่สำหรับการแยกไฮโดรเจนจากน้ำ
ไฮโดรเจน (H2) เป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญประเภทหนึ่งสำหรับอนาคตและมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตเคมีภัณฑ์และผลิตภัณฑ์ในหลากหลายอุตสาหกรรม ปฏิกิริยาเคมีหลายปฏิกิริยาต้องใช้ไฮโดรเจนเป็นส่วนสำคัญในการดำเนินการ ปัจจุบันวิธีการผลิตไฮโดรเจนสามารถทำได้โดยการแยกแก๊สไฮโดรเจนออกจากโมเลกุลของน้ำ (H2O) ผ่านปฏิกิริยาเคมีหลายขั้นตอน อย่างไรก็ตามโมเลกุลของน้ำมีเสถียรภาพสูง การทำปฏิกิริยาเพื่อแยกไฮโดรเจนออกจากออกซิเจนจึงไม่สามารถทำได้โดยง่าย ปกติแล้วการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำจะต้องเริ่มจากการกระตุ้นโมเลกุลของน้ำด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งส่งผลให้ปฏิกิริยาในลำดับถัดมาเกิดขึ้นโดยง่าย
ทีมวิจัยนำโดย Prof. Armido Studer จาก Institute of Organic Chemistry มหาวิทยาลัย Münster University ประเทศเยอรมนี ได้พัฒนากระบวนการผลิตไฮโดรเจนโดยใช้การเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง (photocatalytic process) ซึ่งโมเลกุลของน้ำจะถูกภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง โดยใช้ไตรเอริลฟอสฟีน (triaryl phosphines) ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการอื่น ๆ ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะแทรนซิชัน (transition metal complexes) กระบวนการที่พัฒนาขึ้นนี้ใช้พลังงานแสงกระตุ้นโมเลกุลของน้ำให้อยู่ในรูป phosphine-water radical cation ซึ่งทำให้อะตอมไฮโดรเจนแยกออกจากน้ำได้ง่ายขึ้น
จากการศึกษาการคำนวณเชิงทฤษฎี ทีมวิจัยพบว่า พันธะระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจนในโมเลกุลของน้ำที่ถูกกระตุ้นในกระบวนการนี้มีความแข็งแรงน้อยลงมากเมื่อเทียบกับโมเลกุลของน้ำปกติ ทำให้มีความเป็นไปได้ในการแยกและส่งผ่านอะตอมไฮโดรเจนไปสู่สารจำพวกแอลคีน (alkenes) และแอรีน (areans) ได้ง่ายขึ้น เช่น ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจน (hydrogenation) ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยา สารเคมีทางการเกษตร และวัสดุศาสตร์
