化学品的生产对环境有着重大影响，因此世界需要更加环保的生产方式。在最新的研究中，来自威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员展示了一种潜在途径，通过采用氢燃料电池技术来实现这一目标。这些技术已经被应用于一些电动汽车、笔记本电脑和手机中。
威斯康星大学麦迪逊分校化学系教授香农·斯塔尔表示，他在许多研究中提供了指导。
“化学工业需要大量的能源供应，同时积极推动该行业的低碳化发展。”
与使用化石燃料燃烧相比，可再生能源可供应用于生产低碳足迹化学品的能源。
针对传统工艺使用大量锌金属作为电子源的问题，威斯康星大学麦迪逊分校的化学家和工程师们与默克公司的科学家展开了合作，旨在研发一种更可持续的制药方法，来满足多种药物成分的制造需求。这种新方法的开发目标是减少处理锌金属所带来的复杂性，并减少环境不友好的废物产生。
当研究人员在寻找替代方法时，他们从氢燃料电池中获得了启示。氢燃料电池的工作原理是利用氢气作为电子供应来产生电能。
斯塔尔说：“我们正在研究的过程需要一种环保的电子源。我们已经认识到，借助改进燃料电池技术，可以生产化学物质，而非仅提供电力输出。”
斯塔尔表示，氢气在许多方面都是理想的选择。它可以通过可再生电力来制造，并且产生的废物很少。因此，开发以氢为基础的制药方法与人们对“氢经济”的新兴兴趣相一致。
主管这项研究的化学系博士后研究员马修·约翰逊表示：
这个工作与一个更大范围的努力相关，即建立一个超越燃料电池和能源生产的氢基础设施。
这项研究显示，通过将氢与电联合使用，可以生产出新药品。
科研人员创新开发了一套系统，利用一种名为醌的有机化合物将电子从氢中提取出来。这一过程的一大特点在于，它即使在没有水的条件下也能够高效运作。燃料电池通常需要水才能正常工作，但水会对药物制造的过程造成干扰。
接下来，该系统通过电力对电子进行增压，从而为电子提供比氢气通常能提供的更多能量。
这个团队由杰克·特威顿博士后研究员、丹尼尔·韦克斯化学教授和撒切尔·鲁特化学与生物工程教授组成。他们在8月21日发表在《自然》杂志上的一篇论文中描述了他们的新系统。他们展示了如何使用该系统来制造数十种重要的有机分子，其中包括许多药物成分。
目前，该团队正全力以赴改进这种工艺，以便在工业领域实现大规模生产。斯塔尔及其合作伙伴对这项技术看到了更广阔的机遇。
约翰逊表示，这项技术在化工生产中广泛适用，“许多化学过程都需要用到电子，不仅仅局限于制药业，所以它应该是一种非常通用的技术。”
178 0012 6383