京都大學：通過水電解提高制氫效率：
-控制電流中電子自旋的方向-
京都大學
日本科學技術振興機構 (JST)
5月2日，
京都大學開發了“提高水電解制氫效率的技術”。
電流中電子自旋的性質：
手性分子插入“二硫化鉬”（MoS2）層之間。
“手性 MoS2”具有“使電流中的電子自旋方向一致的特性”
發現有。
析氧效率提升1.5倍：
這被用作水電解（水電解）中的電極材料。
由於“具有對齊自旋方向的電流效應”
“析氧效率，水電解效率差”
改進為“無自旋外消旋二硫化鉬的 1.5 倍”。
抑製過氧化氫的產生：
此外，他們發現“過氧化氫的產生被抑制了 70% 或更多”。
主要產品紡絲狀態：
它是析氧反應的主要產物。
氧氣是平行自旋的三重態，
過氧化氫是自旋反平行的單線態，
有兩種自旋狀態。
如果有可能“平行排列電流中的自旋方向並電解水”，
可以想像“可以選擇性地產生三重態的氧”。
研究團隊：
這次，
注意“鏡中反射的結構與原結構不重疊的現象，如左右手”。
我們使用了手性分子的“手性誘導的自旋選擇性現象”。
應用於水電解正極
將該化合物應用於水電解中的正極（發生氧析出反應的電極）上。
析氧反應效率：
還確認了與不控制自旋的情況(在具有非手性結構的外消旋MoS2的情況下)相比，改善了約1.5倍。
技術 +
https://news.mynavi.jp/techplus/article/20220506-2339286/
Université de Kyoto : Améliorer l’efficacité de la génération d’hydrogène par électrolyse de l’eau :
-Contrôle de la direction des spins des électrons dans un courant électrique-
Université de Kyoto
Agence japonaise pour la science et la technologie (JST)Le 2 mai,
L’Université de Kyoto a développé une “Technologie pour améliorer l’efficacité de la génération d’hydrogène par électrolyse de l’eau”.
Propriétés du spin électronique dans le courant :
Des molécules chirales ont été insérées entre les couches de “disulfure de molybdène” (MoS2).
“Chiral MoS2” a “la propriété d’aligner les directions des spins électroniques dans un courant électrique dans la même direction”
Trouvé à avoir.
Efficacité de dégagement d’oxygène améliorée de 1,5 fois :
Cela a été utilisé comme matériau d’électrode dans l’électrolyse de l’eau (électrolyse de l’eau).
En raison de “l’effet de courant avec des directions de rotation alignées”
“Efficacité d’évolution de l’oxygène, qui était pauvre en efficacité d’électrolyse de l’eau”
Amélioré à “1,5 fois celui de Racemic MoS2 sans spin”.Suppression de la production de peroxyde d’hydrogène :
De plus, ils ont découvert que “la production de peroxyde d’hydrogène est supprimée de 70% ou plus”.
État d’essorage du produit principal :
C’est le produit principal de la réaction de dégagement d’oxygène.
L’oxygène est un triplet à spins parallèles,
Le peroxyde d’hydrogène est un singulet dont les spins sont antiparallèles,
A deux états de spin.S’il est possible “d’aligner les directions des spins dans un courant électrique en parallèle et d’électrolyser l’eau”,
Il est concevable que “l’oxygène à l’état triplet puisse être généré de manière sélective”.
Équipe de recherche:
cette fois,
Faites attention à “un phénomène dans lequel la structure réfléchie dans le miroir ne chevauche pas la structure d’origine, comme les mains droite et gauche”.
Nous avons utilisé le “phénomène de sélectivité en spin induite par la chiralité” des molécules chirales.
Appliqué à l’électrode positive de l’électrolyse de l’eau
Ce composé a été appliqué sur une électrode positive (une électrode dans laquelle se produit une réaction de dégagement d’oxygène) dans l’électrolyse de l’eau.
Efficacité de la réaction de dégagement d’oxygène :
Il a également été confirmé que l’amélioration était d’environ 1,5 fois par rapport au cas où le spin n’était pas contrôlé (dans le cas du MoS2 racémique ayant une structure non chirale).
TECH +
Universität Kyoto: Effizienz der Wasserstofferzeugung durch Wasserelektrolyse verbessern:
-Steuerung der Richtung von Elektronenspins in einem elektrischen Strom-
Universität Kyoto
Japanische Agentur für Wissenschaft und Technologie (JST)2. Mai,
Die Universität Kyoto hat eine „Technologie zur Verbesserung der Effizienz der Wasserstofferzeugung durch Wasserelektrolyse“ entwickelt.
Eigenschaften des Elektronenspins im Strom:
Zwischen die Schichten aus „Molybdändisulfid“ (MoS2) wurden chirale Moleküle eingefügt.
„Chirales MoS2“ hat „die Eigenschaft, die Richtungen von Elektronenspins in einem elektrischen Strom in die gleiche Richtung auszurichten“
Gefunden zu haben.
Effizienz der Sauerstoffentwicklung um das 1,5-fache verbessert:
Dieses wurde als Elektrodenmaterial bei der Wasserelektrolyse (Wasserelektrolyse) verwendet.
Aufgrund der “Stromwirkung bei ausgerichteten Drallrichtungen”
“Effizienz der Sauerstoffentwicklung, die bei der Wasserelektrolyse-Effizienz schlecht war”
Verbessert auf “das 1,5-fache von Racemic MoS2 ohne Spin”.
Unterdrückung der Produktion von Wasserstoffperoxid:Darüber hinaus fanden sie heraus, dass “die Produktion von Wasserstoffperoxid um 70 % oder mehr unterdrückt wird”.
Spinzustand des Hauptprodukts:
Es ist das Hauptprodukt der Sauerstoffentwicklungsreaktion.
Sauerstoff ist ein Triplett mit parallelen Spins,
Wasserstoffperoxid ist ein Singulett, dessen Spins antiparallel sind,
Hat zwei Spin-Zustände.Wenn es möglich ist, “die Richtungen der Spins in einem elektrischen Strom parallel auszurichten und Wasser zu elektrolysieren”,
Denkbar sei, dass „Sauerstoff im Triplett-Zustand selektiv erzeugt werden kann“.
Forschungsgruppe:
diesmal,
Achten Sie auf “ein Phänomen, bei dem die im Spiegel reflektierte Struktur nicht mit der ursprünglichen Struktur überlappt, wie z. B. die rechte und die linke Hand”.
Wir nutzten das “chiralitätsinduzierte Spinselektivitätsphänomen” chiraler Moleküle.
Angewandt auf die positive Elektrode der Wasserelektrolyse
Diese Verbindung wurde bei der Wasserelektrolyse auf eine positive Elektrode (eine Elektrode, in der eine Sauerstoffentwicklungsreaktion auftritt) aufgetragen.
Effizienz der Sauerstoffentwicklungsreaktion:
Es wurde auch bestätigt, dass die Verbesserung etwa das 1,5-fache im Vergleich zu dem Fall war, in dem der Spin nicht kontrolliert wurde (im Fall von racemischem MoS 2 mit einer nicht-chiralen Struktur).
TECH+
Hybrid Chiral MoS2 Layers for Spin‐Polarized Charge Transport and Spin‐Dependent Electrocatalytic Applications
Abstract
The chiral-induced spin selectivity effect
enables the application of chiral organic materials for spintronics and spin-dependent electrochemical applications.
It is demonstrated on various chiral monolayers, in which their conversion efficiency is limited.
On the other hand,
relatively high spin polarization (SP)is observed on bulk chiral materials; however, their poor electronic conductivities limit their application.
Here,
the design of chiral MoS2 with a high SP and high conductivity is reported.Chirality is introduced to the MoS2 layers through the intercalation of methylbenzylamine molecules.
This design approach
activates multiple tunneling channels in the chiral layers, which results in an SP as high as 75%.Furthermore,
the spin selectivity suppresses the production of H2O2 by-product and promotes the formation of ground state O2 molecules during the oxygen evolution reaction.These potentially improve the catalytic activity of chiral MoS2.
The synergistic effect is demonstrated
as an interplay of the high SP and the high catalytic activity of the MoS2 layer on the performance of the chiral MoS2 for spin-dependent electrocatalysis.
This novel approach
employed here paves way for the development of other novel chiral systems for spintronics and spin-dependent electrochemical applications.– Advanced Science – Wiley Online Library