Nagrali, jak wodór łączy się z tlenem, tworząc wodę. "To nie jest to, czego się spodziewaliśmy"
Naukowcom udało się wyprodukować wodę z wykorzystaniem palladu jako katalizatora i nagrać tę reakcję. To nie tylko wspaniałe przedstawienie, ale też nowe możliwości wytwarzania wody na żądanie.
Chemia zdecydowanie potrafi zadziwić. Połączenie wodoru (gazu, który spala się bladoniebieskim płomieniem) z tlenem (gazem, który podtrzymuje palenie) w jedną cząsteczkę daje wodę, która gasi płomień. Prawdopodobnie też nie raz widzieliście model przypominający głowę Myszkę Miki (większy atom tlenu i dwa mniejsze wodoru). To, co dotychczas widzieliśmy jako równanie chemiczne, zostało uchwycone na nagraniu w skali molekularnej.
Połączyli wodór, tlen i nagrali to, co udało im się stworzyć
Reakcję udało się uchwycić dzięki wykorzystaniu innego pierwiastka - palladu. Jest katalizatorem, czyli sam nie bierze udziału w reakcji, ale po prowadzeniu do układu przyspiesza ją. Jak dokładnie działa, pozostaje wciąż zagadką dla chemików. Chcąc poznać szczegóły, naukowcy z Northwestern University wykorzystali niedawno opracowaną technikę, aby móc z ogromną precyzją obserwować, co dokładnie się tam dzieje.
W ramach eksperymentu umieścili próbkę palladu w nanoreaktorach w kształcie plastra miodu, zamkniętych w ultracienkiej membranie. Następnie wprowadzono wodór i tlen, a to, co działo się później, oglądano przy pomocy wysokopróżniowych transmisyjnych mikroskopów elektronowych.
Tam zadziała się prawdziwa magia. Naukowcy zobaczyli, że atomy wodoru wchodzą do palladu, powodując rozszerzenie się metalu, a na jego powierzchni zaczynają się formować niewielkie bąbelki wody.
"Myślimy, że to może być najmniejsza bańka, jaka kiedykolwiek powstała, którą obserwowano bezpośrednio" - powiedział Yukun Liu, pierwszy autor badania. "To nie jest to, czego się spodziewaliśmy. Na szczęście to nagrywaliśmy, więc mogliśmy udowodnić innym ludziom, że nie jesteśmy szaleni".
Przeprowadzone próby pozwoliły znaleźć najlepszą metodę wykorzystania palladu do produkcji wody. W pierwszej kolejności należy dodać wodór, a następnie tlen. Taka kolejność zapewnia najszybszą reakcję. Wchodzące do metalu atomy wodoru po dodaniu tlenu wychodzą, tworząc na powierzchni palladu wodę.
Według naukowców po zwiększeniu skali tej techniki, możemy zacząć wytwarzać wodę na żądanie na niespotykaną dotychczas skalę. Opisują np. napełnianie arkuszy palladu wodorem. Taki zestaw można załadować na statek kosmiczny, a później, w zależności od potrzeb - dodawać odpowiednią ilość tlenu, aby uzyskać wodę pitną.
- Pallad może wydawać się drogi, ale można go poddać recyklingowi. Nasz proces go nie zużywa. Jedyne, co się zużywa, to gaz, a wodór jest najliczniej występującym gazem we wszechświecie. Po reakcji możemy wielokrotnie ponownie wykorzystywać platformę palladową - tłumaczy Yukun Liu.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences
Źródła: Northwestern University, newatlas.com
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
