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Reduction of Alkenes: Asymmetric Catalytic Hydrogenation

Reduction of Alkenes: Asymmetric Catalytic Hydrogenation

Catalytic hydrogenation of alkenes is a transition-metal catalyzed reduction of the double bond using molecular hydrogen to give alkanes. The mode of hydrogen addition follows syn stereochemistry.
The metal catalyst used can be either heterogeneous or homogeneous. When hydrogenation of an alkene generates a chiral center, a pair of enantiomeric products is expected to form. However, an enantiomeric excess of one of the products can be facilitated using an enantioselective reaction or an...

Reduction of Alkenes: Catalytic Hydrogenation

Reduction of Alkenes: Catalytic Hydrogenation

Alkenes undergo reduction by the addition of molecular hydrogen to give alkanes. Because the process generally occurs in the presence of a transition-metal catalyst, the reaction is called catalytic hydrogenation.
Metals like palladium, platinum, and nickel are commonly used in their solid forms — fine powder on an inert surface. As these catalysts remain insoluble in the reaction mixture, they are referred to as heterogeneous catalysts.
The hydrogenation process takes place on the...

Catalysis

Catalysis

The presence of a catalyst affects the rate of a chemical reaction. A catalyst is a substance that can increase the reaction rate without being consumed during the process. A basic comprehension of a catalysts’ role during chemical reactions can be understood from the concept of reaction mechanisms and energy diagrams.

Reduction of Alkynes to cis-Alkenes: Catalytic Hydrogenation

Reduction of Alkynes to cis-Alkenes: Catalytic Hydrogenation

Introduction
Like alkenes, alkynes can be reduced to alkanes in the presence of transition metal catalysts such as Pt, Pd, or Ni. The reaction involves two sequential syn additions of hydrogen via a cis-alkene intermediate.

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Producción eficiente de hidrógeno a partir de metanol utilizando un catalizador de un solo sitio

Lu-Ning Chen¹, Kai-Peng Hou², Yi-Sheng Liu

¹State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials, and Department of Chemistry, College of Chemistry and Chemical Engineering , Xiamen University , Xiamen 361005 , China.

Journal of the American Chemical Society

|October 25, 2019

Resumen

Los catalizadores de platino en un solo sitio de óxido de cerio aumentan significativamente la generación de hidrógeno a partir del metanol. Este avance ofrece un aumento de eficiencia de 40 a 800 veces sobre los catalizadores de nanopartículas para el almacenamiento de energía sostenible.

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Área de la Ciencia:

Catálisis
Ciencias de los materiales
Energía sostenible

Sus antecedentes:

El hidrógeno es un portador de energía prometedor, pero se enfrenta a desafíos de almacenamiento y transporte debido a su baja densidad de energía volumétrica.
Los transportadores de hidrógeno orgánico líquido (LOHC) ofrecen una solución viable al permitir la generación de hidrógeno in situ.
El desarrollo de catalizadores eficientes es crucial para un almacenamiento y liberación de hidrógeno rentables y de alta velocidad.

Objetivo del estudio:

Investigar la eficacia de los catalizadores de un solo lugar para la generación de hidrógeno a partir del metanol.
Para comparar el rendimiento de Pt1/CeO2 de un solo sitio con los catalizadores de nanopartículas tradicionales.
Explorar materiales catalíticos avanzados para el almacenamiento eficiente y sostenible de energía.

Principales métodos:

Se utiliza el metanol como transportador de hidrógeno orgánico líquido.
Se utiliza un catalizador Pt1/CeO2 de un solo lugar para la generación de hidrógeno in situ.
Comparación del rendimiento catalítico frente a los catalizadores de nanopartículas Pt/CeO2 de 2,5 nm y 7,0 nm.

Principales resultados:

El catalizador Pt1/CeO2 de un solo sitio demostró una eficiencia de generación de hidrógeno significativamente mayor.
La eficiencia fue 40 veces mayor que la de la muestra de 2,5 nm Pt/CeO2.
La eficiencia fue 800 veces mayor que la de la muestra de 7,0 nm Pt/CeO2.

Conclusiones:

Los catalizadores de un solo sitio ofrecen un rendimiento superior para la generación de hidrógeno en comparación con los catalizadores de nanopartículas.
Este estudio valida el potencial de los catalizadores de un solo sitio para el almacenamiento de energía eficiente y sostenible.
Los resultados proporcionan una base para el diseño de catalizadores de próxima generación para aplicaciones de hidrógeno.