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Lo hanno dimostrato i ricercatori dell’Università di Twente come migliorare l’efficienza della produzione di idrogeno in un apparato sperimentale. Hanno dimostrato che l’ordine magnetico delle molecole gioca un ruolo fondamentale.
Nella ricerca dell’idrogeno verde, è essenziale la progettazione di materiali catalizzatori efficienti che aumentino l’efficienza e la velocità della reazione chimica che produce idrogeno (verde). In teoria, diversi studi implicano già che le proprietà magnetiche del catalizzatore influiscono su questa efficienza e velocità. Tuttavia, le prove sperimentali di questi miglioramenti sono ancora scarse, soprattutto per quanto riguarda il ruolo delle proprietà magnetiche che esistono senza campi magnetici esterni.
Allineamento di piccoli magneti
Finora! I ricercatori hanno allineato gli “spin” magnetici degli atomi nel catalizzatore mentre avveniva la reazione. Hanno visto che allineare tutti questi minuscoli magneti aumentava la velocità di reazione. “Sebbene stiamo lavorando su scala fondamentale, questa ricerca può avere importanti implicazioni per una produzione efficiente di idrogeno”, afferma la prima autrice Emma van der Minne.
Per allineare gli spin magnetici mentre la reazione era in corso, i ricercatori hanno utilizzato un approccio semplice. Van der Minne spiega: “Abbiamo diminuito la temperatura durante la reazione. Confrontando le variazioni della velocità di reazione durante questa diminuzione per due catalizzatori con un diverso stato magnetico, abbiamo scoperto che l’attività viene effettivamente aumentata da questo cosiddetto ordine magnetico. Prima non era chiaro che ciò avvenisse anche senza l’applicazione di un campo magnetico. La nostra ricerca ci offre quindi nuovi modi per migliorare la progettazione dei catalizzatori nella produzione di idrogeno su larga scala”.
Campo magnetico esterno
Ma non è tutto. I ricercatori hanno anche scoperto che l’applicazione di un campo magnetico esterno rendeva il catalizzatore ancora più efficace nel suo lavoro. La direzione di questo campo magnetico era importante. Doveva allinearsi perfettamente con le proprietà magnetiche del materiale. Comprendere come sia il magnetismo all’interno del catalizzatore che la sua reazione ai campi magnetici esterni influenzano le reazioni coinvolte nella produzione di idrogeno ci porta un passo avanti verso un futuro più verde.
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