研究人員研發出新型催化劑，可将水解制氫效率提高 200 倍

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IT 之家 12 月 2 日消息，德國馬克斯・普朗克研究所科學家研制出一種獨特的拓撲手性晶體，并将其用作水解制氫過程中的催化劑。通過操控該晶體内電子自旋，科學家将水解制氫效率提升了 200 倍。相關論文發表于最新一期《自然・能源》雜志。

據 IT 之家了解，氫是一種多功能燃料，可用于各種應用，包括交通運輸、發電和工業。其提供了一種清潔、可持續的替代化石燃料的方案，此外氫還可以高效地儲存和運輸，成為儲存過剩可再生能源的寶貴解決方案。因此，預計未來幾年對氫的需求将呈指數級增長。

水分解是一種通過将水分子分解為氫氣和氧氣來生產清潔氫能的技術。然而，這一過程受到緩慢的氧氣析出反應（OER）的阻礙。OER 涉及一系列復雜的電子轉移步驟，這些步驟非常緩慢，極大地降低了水分解的整體效率，使其成本效益降低。

為了克服這一挑戰，研究人員正在積極探索加速該過程的新方法。在這項新的研究中，研究人員轉向了具有獨特 " 手性 " 結構的晶體。這些晶體的獨特量子特性使電子能夠在水分解過程中更有效地向氧氣生成位點移動，這種加速的電子轉移顯著提高了整體反應速率，使其效率比傳統催化劑高出 200 倍。

目前，清潔氫氣生產面臨着高成本和效率低等挑戰，但持續的研究和開發有望使其成為清潔能源未來的關鍵組成部分。