Vedci zachytili atómy vodíka a kyslíka tvoriac vodu v nanorozmeroch
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 7. 10. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Všetci poznáme chemickú rovnicu, že vodík plus kyslík rovná sa voda. Teraz však vedci zachytili video tohto javu v molekulárnom meradle, čo by mohlo viesť k novému spôsobu výroby veľkého množstva pitnej vody.
Je známe, že vzácny prvok paládium je dobrým katalyzátorom na premenu plynného vodíka a kyslíka na vodu, ale ako presne to funguje, nie je dostatočne známe. Americkí vedci zo Severozápadnej univerzity (Northwestern University) preto v rámci novej štúdie použili nedávno vyvinutú techniku na presné molekulárne sledovanie toho, čo sa deje.
Umiestnili vzorky paládia do nanoreaktorov v tvare včelieho plástu, ktoré boli uzavreté v ultratenkej sklenenej membráne. Potom sa do nich zaviedli plyny. Celé predstavenie sa sledovalo pomocou vysoko vákuových transmisných elektrónových mikroskopov.
Týmito novými výkonnými očami bol tím schopný vidieť, že atómy vodíka vstupujú do paládia, čo spôsobuje, že kov sa rozpína, pretože jeho vlastné atómy sa od seba vzďaľujú. Čo je však dôležitejšie, videli, ako sa na povrchu paládia začínajú tvoriť malé bublinky vody.
„Myslíme si, že ide o najmenšie bublinky, ktoré sa kedy vytvorili a ktoré boli priamo pozorované,“ povedal Yukun Liu, prvý autor štúdie. „Nie je to to, čo sme očakávali. Našťastie sme to zaznamenávali, takže sme mohli ostatným ľuďom dokázať, že sme sa nezbláznili.“
Výsledné video je zaujímavé, pretože nám poskytuje pohľad v nanorozmeroch, kde konečne priamo vidíme reakciu, o ktorej sme sa učili na základnej škole. Štúdia by však mohla mať aj praktické využitie.
Pomocou ďalších experimentov tím našiel optimálnu metódu na použitie paládia na výrobu vody. Najskôr pridali vodík a potom kyslík, čo viedlo k najrýchlejšej reakcii. Atómy vodíka sa vtláčali do kovu a po pridaní kyslíka sa vracali späť a vytvárali vodu na povrchu paládia.
Tím tvrdí, že rozšírenie tejto techniky by mohlo viesť k novým spôsobom výroby vody na požiadanie. Jeden zo sci-fi scenárov, ktorý načrtli, zahŕňa naplnenie plátov paládia vodíkom, ich naloženie na vesmírnu loď a použitie na výrobu pitnej vody pridávaním kyslíka podľa potreby.
„Paládium sa môže zdať drahé, ale je recyklovateľné,“ povedal Liu. „Náš proces ho nespotrebúva. Jediné, čo sa spotrebuje, je plyn a vodík je najrozšírenejší plyn vo vesmíre. Po reakcii môžeme paládiovú platformu používať znova a znova.“
Samozrejme, to je ešte ďaleko od realizácie a v skutočnosti to nemusí byť až tak praktické. Ale napriek tomu by si táto technológia mohla v blízkej budúcnosti nájsť využitie tu na Zemi. Koniec koncov, hľadanie spôsobov, ako vyrábať pitnú vodu na požiadanie, je dôležitou potrebou.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Proceedings of the National Academy of Sciences.
