日本产业技术综合研究所（简称“产综研”）与筑波大学开发出了一种直接利用二氧化碳（CO₂）和氢合成甲酸的方法。该研究成果将有助于开发不排放CO₂就能储存和制造氢的系统。
图 使用铱催化剂，利用CO₂和氢合成了甲酸（供图：日本产业技术综合研究所）
甲酸除了用作化学原料和家畜饲料的添加剂外，还被视为是难以运输和储存氢的一种有前景的“氢载体”。直接运输氢需要将氢置于高压或超低温环境，这在成本和安全性方面存在诸多挑战，而甲酸在常温下即可安全管理。
通常，合成甲酸需要先利用一氧化碳和甲醇制备固体甲酸盐，再将其酸化转化为甲酸。但当分解甲酸生产氢气时，会排放出温室气体CO₂。由于甲酸的合成成本高且步骤复杂，如将其用作氢载体，就还需要开发一种回收CO₂并将其直接与氢结合生成甲酸的技术。
研究团队开发出了一种利用CO₂和氢直接合成甲酸的方法。该方法以稀有金属铱作为催化剂。通常，在水中使用铱作为催化剂时，生成的甲酸会迅速分解为CO₂和氢。而当研究人员将其在“六氟异丙醇”溶液中进行反应时，成功地将反应方向调整为更利于生成甲酸的方式。
研究团队此前已开发出一种从甲酸中提取氢时回收CO₂的技术。该技术的回收率超过99%，几乎可以在不向外界排放CO₂的情况下提取氢。如果结合该技术，则有望在不排放CO₂的情况下实现氢的循环利用。产综研的高级主任研究员川波肇表示：“甲酸可以被储存起来，并在需要时释放氢。”
原文：《日本经济新闻》、2024/11/12
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Organometallics
论文：Direct formic acid production by CO₂ hydrogenation with Ir complexes in HFIP under supercritical conditions
DOI: doi.org/10.1021/acs.organomet.4c00229
