世界需要更环保的化学品制造方式。在一项新研究中，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员展示了通过采用氢燃料电池技术实现这一目标的潜在途径。这些技术已经用于为一些电动汽车、笔记本电脑和手机提供动力。

指导大部分研究的威斯康星大学麦迪逊分校化学系教授香农·斯塔尔 ( Shannon Stahl)表示：“化学工业是能源消耗大户，因此大力推动该行业脱碳。”生产的化学品的碳足迹比燃烧化石燃料低得多。”

传统工艺使用大量金属锌作为电子源，但锌的处理过程很复杂，并且会产生大量对环境不利的废物。威斯康辛大学麦迪逊分校的化学家和工程师与制药商默克公司的科学家合作，寻求开发一种更可持续的方法来生产制造多种药物所需的成分。

(资料图)

在寻找替代过程的过程中，研究人员从氢燃料电池中获得了灵感，氢燃料电池使用氢气作为电子源来发电。

“我们正在研究的过程需要绿色电子源，”斯塔尔说。“我们意识到燃料电池技术可以进行修改以生产化学品而不是电力，”

斯塔尔表示，从很多方面来说，氢气都是理想的选择。它可以由可再生电力产生，并且产生的废物很少。开发基于氢的制药方法符合人们对“氢经济”的新兴趣。

领导这项研究的化学系博士后研究员马修·约翰逊说：“这项工作与创建超越燃料电池和能源生产的氢基础设施的更广泛努力相关。” “这项工作表明氢可以与电结合来制造新药。”

研究人员开发了一种系统，使用一种称为醌的有机化合物从氢中夺走电子。该过程的一个重要特点是在没有水的情况下也能很好地发挥作用。燃料电池通常需要水才能有效运行，但水会干扰用于制造药物成分的步骤。

然后，该系统使用电力对电子进行增压，为电子提供比氢通常提供的更多的能量。

该团队包括博士后研究员Jack Twilton、化学教授Daniel Weix和化学与生物工程教授Thatcher Root ，他们在 8 月 21 日发表在《自然》杂志上的一篇论文描述了他们的新系统[1] 。他们展示了如何使用它来制造数十种重要的有机分子，包括大量的药物成分。

该团队目前正在努力改进该工艺，使其可用于工业规模生产。斯塔尔和他的合作者看到了这项技术更大的机会。

“这是一项广泛适用的化学生产技术，”约翰逊说。“许多化学过程都需要电子。这不仅限于制药。它应该是一种非常通用的技术。”

分子电催化中心为中间 H2 阳极的开

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