Cepanje vode — razbijanje molekula vode na vodonik i kiseonik — je obećavajući put ka održivoj energiji. Međutim, ovaj proces je dugo bio izazvan sporom hemijskom kinetikom reakcije evolucije kiseonika koja proizvodnju vodonika čini neefikasnom i skupom.
Međunarodni istraživački tim je sada otkrio rešenje. Korišćenjem specijalnih kristala sa jedinstvenim intrinzičnim „hiralnim“ strukturama – što znači da imaju karakterističan levi ili desni atomski raspored – istraživači su dramatično poboljšali proces cepanja vode.
Nalazi su objavljeni u časopisu Nature Energy.
Topološki hiralni kristali, sastavljeni od rodijuma i elemenata kao što su silicijum, kalaj i bizmut, poseduju izvanrednu sposobnost da manipulišu spinom elektrona. Ovo kvantno mehaničko svojstvo omogućava prenos elektrona u stvaranje kiseonika na visoko efikasan način, značajno ubrzavajući ukupnu hemijsku reakciju.
„Ovi kristali su u suštini kvantne mašine“, kaže dr Sja Vang, vodeći istraživač sa Instituta Maks Plank za hemijsku fiziku čvrstih tela. „Iskoristivši jedinstvena svojstva spina elektrona, stvorili smo katalizator koji nadmašuje tradicionalne materijale za faktor od 200.“
Profesor Binghai Ian dodaje: „Svesni smo da naši katalizatori još uvek sadrže retke elemente, ali smo uvereni da ćemo na osnovu naše šeme dizajna uskoro doći do visoko efikasnih i održivih katalizatora.“
Ovaj proboj nije samo naučna kuriozitet – on predstavlja potencijalni iskorak u tehnologiji obnovljive energije. Novi katalizator bi mogao da učini proizvodnju vodonika bržom, efikasnijom i ekonomski isplativijom, približavajući nas budućnosti čiste energije.
Istraživanje, koje su sproveli naučnici sa Instituta Maks Plank CPfS i Vajcmanovog instituta za nauku, pokazuje kako najsavremenija kvantna fizika može da reši energetske izazove u stvarnom svetu.
