Uno de los principales obstáculos en la producción de hidrógeno a través de la división del agua es que también se forma peróxido de hidrógeno, lo que afecta la estabilidad de la eficiencia de la reacción y la estabilidad de la producción. Investigadores holandeses e israelíes de la Universidad Tecnológica de Eindhoven y WeizmannEl Instituto ha logrado controlar el giro de electrones en la reacción y, por lo tanto, suprime casi por completo la producción de peróxido de hidrógeno. Publicaron estos hallazgos esta semana en el Revista de la Sociedad Americana de Química . La producción eficiente de hidrógeno allana el camino hacia la división del agua por la energía solar.
El hidrógeno se conoce como el combustible del futuro, pero su generación aún no es lo suficientemente eficiente. Uno de los métodos de producción es una célula foto-electroquímica por la cual el agua se divide en hidrógeno y oxígeno bajo la influencia de la luz. No solola reacción requiere mucha energía, pero también se forma peróxido de hidrógeno como subproducto, lo que conduce al envenenamiento de uno de los electrodos y, por lo tanto, reduce la eficiencia.
giro de electrones
Dirigidos por los profesores Bert Meijer Universidad Tecnológica de Eindhoven y Ron Naaman Instituto Weizmann, los investigadores son los primeros en investigar específicamente el papel del espín, el momento magnético interno, de los electrones involucrados en la reacción de oxidación., o la formación de oxígeno. Su idea era que si ambos espines estuvieran alineados, la formación de peróxido de hidrógeno no ocurriría. Esto se debe a que el estado fundamental del peróxido de hidrógeno, el llamado estado singlete, no permite dos electrones congiros opuestos. Oxígeno, con un estado fundamental de triplete, lo hace.
Expectativas excedidas
Al cubrir el ánodo de óxido de titanio en su celda foto-electroquímica con estructuras supramoleculares quirales moléculas que son imágenes especulares entre sí de pintura orgánica, pudieron inyectar solo electrones con sus espines alineados en el proceso. Este trabajo siguióhallazgos anteriores del grupo de Naamán, que la transmisión de electrones a través de moléculas quirales depende del giro de los electrones. "El efecto sobre la división del agua superó nuestras expectativas", dice Ron Naaman. "La formación de peróxido de hidrógeno fue suprimida casi por completo.también vio un aumento significativo en la corriente de la célula. Y debido a que las moléculas quirales son muy comunes en la naturaleza, esperamos grandes implicaciones de este hallazgo ".
Golpe de suerte
Los investigadores aún no pueden decir cuánto más eficiente puede hacer esto la producción de hidrógeno. "Nuestro objetivo era poder controlar la reacción y comprender exactamente qué estaba pasando", explica Bert Meijer. "De alguna manera,Esto fue un golpe de suerte porque las estructuras supramoleculares no habían sido diseñadas originalmente para este propósito. Esto demuestra cuán importante es la química supramolecular como un campo fundamental de investigación, y estamos muy ocupados optimizando el proceso ".
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Eindhoven . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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