研究人员研发出新型催化剂，可将水解制氢效率提高 200 倍

12 月 2 日，德国马克斯・普朗克研究所的科学家们成功研制出了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。通过操控该晶体内的电子自旋，他们成功将水解制氢的效率提升了 200 倍。这一重要研究成果刊登在最新一期的《自然・能源》杂志上。

据悉，氢气作为一种多功能燃料，可以广泛应用于交通运输、发电和工业等领域。它提供了一种清洁、可持续的替代化石燃料方案，并且具有高效的储存和运输能力，成为储存过剩可再生能源的极具潜力的解决方案。未来几年，对氢气的需求预计将呈指数级增长。

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气。然而，这一过程受到氧气析出反应（OER）缓慢的影响。OER 包含一系列复杂的电子转移步骤，这些步骤的缓慢导致水分解的整体效率大大降低，从而降低了其经济效益。

为了克服这一障碍，研究人员开始尝试新的方法来加速水分解过程。在最新的研究中，研究人员转向了具有独特“手性”结构的晶体。这些晶体拥有独特的量子特性，可以使电子更有效地移动至氧气生成位点，从而加速了电子转移过程，显著提高了反应速率，使得效率比传统催化剂高出 200 倍。

尽管清洁氢气生产面临高成本和低效率等挑战，但持续的研究和开发将有望使其成为未来清洁能源的关键组成部分。

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