新型催化劑將水解制氫效率提高200倍
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近日，德國馬克斯·普朗克研究所科學(xué)家研制出一種獨特的拓撲手性晶體，并將其用作水解制氫過程中的催化劑。通過操控該晶體內(nèi)電子自旋，科學(xué)家將水解制氫效率提升了200倍，相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《自然·能源》雜志。
現(xiàn)如今，隨著環(huán)保意識的增強，各個國家都在尋求可用性較高的清潔能源替代傳統(tǒng)能源。其中，氫能憑借零污染、能量高、資源豐富、用途廣泛等優(yōu)點，受到眾多科研工作者的青睞，很多人甚至將氫能視為通向未來綠色能源的鑰匙。
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2023年全國氫能產(chǎn)量約3550萬噸，預(yù)計到2030年和2050年，需求量分別將達到3500萬噸和6000萬噸，終端能源占比分別達5%和10%以上。
鑒于此，科學(xué)家積極探索加快制氫的方法。最新研究中，科學(xué)家設(shè)計出了一種由銠、硅、錫和鉍等多種元素組成的拓撲手性晶體。這些晶體的原子具有獨特的左旋或右旋排列結(jié)構(gòu)，使其能以特定方式與光和其他手性分子相互作用。而且，這一晶體的獨特組成能高效地操控晶體內(nèi)電子的自旋，使電子在水分解過程中更快速地“奔赴”氧氣生成位點。
電子轉(zhuǎn)移速度的加快顯著提高了整體反應(yīng)速率。與利用傳統(tǒng)催化劑相比，新催化劑的加入將水分解過程的效率提高了200倍。但目前研制出的催化劑仍然含有稀有元素，未來將很快推出高效且可持續(xù)的催化劑。
未來，隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化升級，相信高效且可持續(xù)性強的催化劑將重磅問世，大大提高制氫效率，為全球能源發(fā)展事業(yè)提供有力支撐。
素材來源：科技日報
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