В ходе исследования химики выявили скрытый энергетический барьер, который мешает эффективному расщеплению воды — ключевому процессу для получения экологически чистого водорода. Несмотря на то, что теория предсказывает минимальные затраты энергии, на практике этот процесс требует значительно большего напряжения.

Главным препятствием оказалось так называемое «переворачивание» молекул воды — явление, при котором водородные и кислородные атомы в составе молекулы должны изменять свое положение под действием электрического поля. Оказалось, что при обычных условиях электроны не могут свободно перемещаться от воды к электроду из-за направленности молекул. Только при определенной силе поля вода «переворачивается», и начинается эффективный перенос электронов.

Команда профессора Франца Гейгера впервые смогла наблюдать это явление с помощью разработанной ими технологии water-PR-SHG. Используя электрод из гематита, ученые доказали, что процесс переворота зависит от кислотности среды. При высоком pH молекулы воды легче переворачиваются, тем самым упрощая реакцию и снижая её энергозатраты. Это открытие дает возможность разрабатывать более экономичные и действенные методы получения водородного топлива, приближая переход к устойчивой энергетике.

Как подчеркнул профессор Гейгер, правильно подобранные материалы катализаторов и условия pH могут существенно снизить потребность в дополнительном напряжении, что сделает водородное топливо более доступным и рентабельным.