水解制氢效率提升了 200 倍！新型独特“手性”结构的晶体

12月2日消息，德国马克斯·普朗克研究所的科学家们开发出一种独特的拓扑手性晶体，并将其应用于水解制氢的催化过程。通过调控该晶体内部的电子自旋，研究团队成功将水解制氢的效率提升了200倍。相关研究成果已发表在最新一期的《自然·能源》杂志上。

氢气是一种多用途燃料，广泛应用于交通、发电和工业等领域。

它为替代化石燃料提供了一种清洁、可持续的解决方案，同时氢气也具备高效储存和运输的能力，成为存储过剩可再生能源的重要选择。因此，预计未来几年氢气的需求将呈现指数级增长。

水分解技术通过将水分子分解为氢气和氧气来生产清洁氢能。然而，这一过程受到缓慢的氧气析出反应（OER）的制约。

OER涉及一系列复杂的电子转移步骤，这些步骤的缓慢性显著降低了水分解的整体效率，从而影响了其经济性。

为了解决这一问题，研究人员积极探索加速水分解的新方法。在这项研究中，研究团队聚焦于具有独特“手性”结构的晶体。这些晶体的独特量子特性使得电子在水分解过程中能够更高效地移动到氧气生成位点，从而显著加快了电子转移的速度，使整体反应效率比传统催化剂提高了200倍。

尽管目前清洁氢气的生产面临高成本和低效率等挑战，但持续的研究与开发有望使其成为未来清洁能源的重要组成部分。