โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

การควบคุมการหมุนของอิเล็กตรอนทำให้น้ำมีประสิทธิภาพมากขึ้น

Anonim

หนึ่งในอุปสรรคสำคัญในการผลิตไฮโดรเจนผ่านการแยกน้ำคือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะเกิดขึ้นซึ่งจะมีผลต่อเสถียรภาพที่มีประสิทธิภาพของปฏิกิริยาและเสถียรภาพของการผลิต นักวิจัยชาวดัตช์และอิสราเอลจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Eindhoven และสถาบัน Weizmann ประสบความสำเร็จในการควบคุมการหมุนของอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาและทำให้เกือบจะสามารถยับยั้งการผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้ พวกเขาได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยเหล่านี้ใน วารสาร Journal of American Chemical Society ในสัปดาห์นี้ การผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพช่วยปูทางสู่การแยกน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

การโฆษณา


ไฮโดรเจนถูกเรียกว่าเป็นเชื้อเพลิงในอนาคต แต่รุ่นของมันยังไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ หนึ่งในวิธีการผลิตคือเซลล์ไฟฟ้าเคมีซึ่งน้ำจะถูกแยกออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนภายใต้อิทธิพลของแสง ปฏิกิริยานี้ไม่เพียง แต่ต้องใช้พลังงานเป็นจำนวนมาก แต่ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะเกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้ซึ่งจะนำไปสู่การเป็นพิษของขั้วไฟฟ้าและทำให้ประสิทธิภาพลดลง

การหมุนอิเล็กตรอน

นำโดยศาสตราจารย์ Bert Meijer (Eindhoven University of Technology) และ Ron Naaman (Weizmann Institute) นักวิจัยเป็นคนแรกที่ได้ศึกษาบทบาทของการหมุนรอบตัวของสนามแม่เหล็กของอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือ การก่อตัวของออกซิเจน ความคิดของพวกเขาคือถ้าทั้งสองหมุนอยู่ชิดการเกิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะไม่เกิดขึ้น นั่นเป็นเพราะสถานะพื้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ - สถานะของเสื้อกล้ามที่เรียกว่า - ไม่อนุญาตให้ใช้อิเล็กตรอนสองตัวที่มีการหมุนตรงข้ามกัน ออกซิเจนที่มีสถานะพื้น triplet จะ

ความคาดหวังเกินกว่า

โดยการเคลือบขั้วบวกไททาเนียมออกไซด์ในเซลล์ภาพอิเลคโตรเคมีด้วย chiral (โมเลกุลที่เป็นภาพสะท้อนของกันและกัน) โครงสร้างของอิมัลชันของอิมัลชันอินทรียวัตถุพวกเขาสามารถฉีดอิเล็กตรอนได้เฉพาะเมื่อหมุนรอบแกนในกระบวนการ งานวิจัยนี้ได้ค้นพบจากกลุ่มนาอามาก่อนว่าการส่งผ่านอิเล็กตรอนผ่านโมเลกุล chiral ขึ้นอยู่กับการหมุนของอิเล็กตรอน "ผลกระทบต่อการแยกน้ำเหนือความคาดหมายของเรา" รอนนาอาแมนกล่าว "การก่อตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ถูกระงับเกือบทั้งหมดนอกจากนี้เรายังเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของเซลล์ในปัจจุบันเนื่องจากโมเลกุล chiral มีลักษณะคล้ายกันมากเราจึงคาดว่าจะมีผลดีต่อการค้นพบนี้"

โรคหลอดเลือดสมอง

นักวิจัยยังไม่สามารถบอกได้ว่าจะทำให้การผลิตไฮโดรเจนมีประสิทธิภาพมากขึ้นได้อย่างไร "เป้าหมายของเราคือเพื่อให้สามารถควบคุมปฏิกิริยาและเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้น" เบิร์ตเมย์เยอร์อธิบาย "ในบางวิธีนี่เป็นโชคชะตาเพราะโครงสร้างของ supramolecular ไม่ได้ถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์นี้เป็นการแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของเคมี supramolecular ที่เป็นพื้นฐานของการวิจัยและเรากำลังยุ่งมากในกระบวนการนี้ "

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุที่จัดเตรียมโดย Eindhoven University of Technology หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Wilbert Mtangi, Francesco Tassinari, Kiran Vankayala, Andreas Vargas Jentzsch, Beatrice Adelizzi, Anja RA Palmans, Claudio Fontanesi, Egbert Willem Meijer, รอนนามาน การควบคุมการหมุนของอิเล็กตรอนช่วยลดการเกิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในระหว่างการแยกน้ำ วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน, 2017; DOI: 10.1021 / jacs.6b12971