Один из сценариев перехода на чистую энергию предусматривает широкое использование водорода в качестве топлива для наземного и воздушного транспорта. Правда, получение водорода в промышленных масштабах методом электролиза воды остается экономически не выгодным. Немецкие ученые применили особый тип кристаллов с квантовыми свойствами, которые обеспечивают высокую эффективность процесса расщепления молекул воды.
Реакция расщепления воды на водород и кислород осложнена медленным выделением кислорода. Этот процесс включает серию шагов по передаче электронов, и из-за его низкой скорости производство водорода методом электролиза остается невыгодным. Специалисты из Германии нашли способ ускорить процесс, обратившись к хиральным кристаллам, сообщает IE.
Такие кристаллы, как левая и правая кисти рук, обладают выраженным свойством хиральности. Это позволяет им определенным образом взаимодействовать со светом и другими хиральными молекулами, ускоряя процесс выделения кислорода за счет управления спином электронов. Кристаллы, изготовленные из родия, кремния, олова и висмута, помогали электронам быстрее добираться к местам выработки кислорода.
Ускорение движения электронов привело к значительному повышению общей скорости реакции — в 200 раз по сравнению с традиционными катализаторами. «Использовав уникальные спиновые свойства электронов, мы создали катализатор, который превосходит традиционные материалы в 200 раз», — заявил Янь Бинхай из Института Макса Планка.
Авторы изобретения осознают, что созданный ими катализатор все еще содержит редкие элементы, однако они убеждены, что смогут, опираясь на уже достигнутые результаты, разработать другие высокоэффективные и, одновременно, экономически выгодные катализаторы.
