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 state scarse, soprattutto per quanto riguarda il ruolo delle proprietà magnetiche che esistono senza campi magnetici esterni, fino ad ora.

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. I risultati sono pubblicati sulla rivista Applied Physics Reviews .

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 i cambiamenti nella velocità di reazione durante questa diminuzione per due catalizzatori con uno stato magnetico diverso, abbiamo scoperto che l'attività viene effettivamente aumentata da questo cosiddetto ordine magnetico. Il fatto che ciò avvenga anche senza l'applicazione di un campo magnetico non era chiaro prima. La nostra ricerca ci offre quindi nuovi modi per migliorare la progettazione dei catalizzatori nella produzione di idrogeno su larga scala."

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.