本站 12 月 2 日消息，德国马克斯・普朗克研究所科学家研制出一种独特的拓扑手性晶体，并将其用作水解制氢过程中的催化剂。通过操控该晶体内电子自旋，科学家将水解制氢效率提升了 200 倍。相关论文发表于最新一期《自然・能源》杂志。
据本站了解，氢是一种多功能燃料，可用于各种应用，包括交通运输、发电和工业。其提供了一种清洁、可持续的替代化石燃料的方案，此外氢还可以高效地储存和运输，成为储存过剩可再生能源的宝贵解决方案。因此，预计未来几年对氢的需求将呈指数级增长。
水分解是一种通过将水分子分解为氢气和氧气来生产清洁氢能的技术。然而，这一过程受到缓慢的氧气析出反应（OER）的阻碍。OER 涉及一系列复杂的电子转移步骤，这些步骤非常缓慢，极大地降低了水分解的整体效率，使其成本效益降低。
为了克服这一挑战，研究人员正在积极探索加速该过程的新方法。在这项新的研究中，研究人员转向了具有独特“手性”结构的晶体。这些晶体的独特量子特性使电子能够在水分解过程中更有效地向氧气生成位点移动，这种加速的电子转移显著提高了整体反应速率，使其效率比传统催化剂高出 200 倍。
目前，清洁氢气生产面临着高成本和效率低等挑战，但持续的研究和开发有望使其成为清洁能源未来的关键组成部分。
