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清洁制氢突破:国际研究团队发现自旋驱动晶体 使催化剂性能提高200倍

盖世汽车 Elisha 2024-11-29 11:54:26
核心提示:研究人员利用电子独特的自旋特性创造了一种催化剂,其性能比传统材料高出200倍。

盖世汽车讯 据外媒报道,德国马克斯普朗克固体化学物理研究所(Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids)和以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的研究人员发现了一新方法,利用一类非凡的晶体(可以利用电子的量子特性)来生产清洁的氢能源。

清洁制氢突破:国际研究团队发现自旋驱动晶体 使催化剂性能提高200倍

(图片来源:马克斯普朗克固体化学物理研究所)

作为富有前景的可持续能源生产途径,水分解法可以将水分子分解成氢和氧。然而,长期以来,这一过程受到析氧反应缓慢的化学动力学的挑战,从而导致制氢效率低下且成本高昂。

该国际研究团队发现变革性解决方案,通过使用具有独特内在“手性”结构的特殊晶体(即具有独特的左旋或右旋原子排列),可以大大改善水分解过程。

这种拓扑手性晶体由铑和硅、锡、铋等元素组成,具有操纵电子自旋的卓越能力。这种量子力学特性使电子能够以高效的方式转移到氧生成过程中,从而明显加速整个化学反应。

马克斯普朗克固体化学物理研究所首席研究员Dr. Xia Wang表示:“这些晶体本质上是量子机器。我们利用电子独特的自旋特性创造了一种催化剂,其性能比传统材料高出200倍。”

魏茨曼科学研究所教授Binghai Yan表示:“这种催化剂仍然含有稀有元素。但我们有信心,基于该设计方案,我们将很快推出高效且可持续的催化剂。”

这一突破代表了可再生能源技术的潜在飞跃。新催化剂可以使氢气生产更快、更高效、更经济,从而帮助实现清洁能源未来。这项研究展示了如何通过尖端量子物理学来解决现实世界能源挑战。

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*特别声明:本文为技术类文章,禁止转载或大篇幅摘录!违规转载,法律必究。

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202411/29I70411927C501.shtml

 
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