控制电子自旋使水分解更有效

氢被称为未来的燃料，但它的发电仍然不够有效。一种制造方法是光电化学电池，其中水在光的影响下分裂成氢和氧。反应不仅需要大量能量，而且还形成副产物过氧化氢，导致其中一个电极中毒，从而降低效率。

电子自旋

在教授BertMeijer(埃因霍温科技大学)和RonNaaman(Weizmann研究所)的带领下，研究人员首次专门研究了自旋的作用-内部磁矩-参与氧化反应的电子，或形成氧气。他们的想法是，如果两个自旋都对齐，就不会形成过氧化氢。那是因为过氧化氢的基态-一种所谓的单线态-不允许两个电子反向旋转。具有三重基态的氧气可以。

期望超过了

通过用手性(彼此镜像的分子)有机涂料的超分子结构覆盖其光电化学电池中的氧化钛阳极，它们能够仅注入电子，其自旋在该过程中对齐。这项工作遵循了Naaman小组的先前发现，即电子通过手性分子的传输取决于电子的自旋。“对水分解的影响超出了我们的预期，”RonNaaman说。“过氧化氢的形成几乎完全受到抑制。我们也观察到细胞电流显着增加。由于手性分子在自然界非常常见，我们期待这一发现产生重大影响。”

幸运的中风

研究人员还不能说这可以使氢生产效率提高多少。“我们的目标是能够控制反应并了解究竟发生了什么，”BertMeijer解释道。“在某些方面，这是一个好运，因为超分子结构最初并不是为了这个目的。它表明超分子化学作为一个基础研究领域是多么重要，我们正忙于优化这一过程。

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