Всички знаем, че водород плюс кислород е равно на вода. Сега обаче учени са заснели видео в молекулярни мащаби на тази прословута среща в действие, което може да доведе до нов начин за производство на големи количества питейна вода.

Известно е, че рядък елемент, наречен паладий, е добър катализатор за превръщането на газообразен водород и кислород във вода, но как точно става това, все още не е изяснено. За целите на новото изследване изследователите от Северозападния университет използват наскоро разработена техника, за да наблюдават случващото се в прецизни молекулярни детайли.

Те поставят образци от паладий в нанореактори с форма на пчелна пита, обвити в ултратънка мембрана от стъкло. След това включват и газовете. Цялото „шоу“ е наблюдавано с помощта на високовакуумни трансмисионни електронни микроскопи.

Именно по този начин екипът успява да види, че водородните атоми навлизат в паладий, което кара метала да се разширява, тъй като собствените му атоми се изтласкват по-далеч един от друг. Но по-важното е, че те забелязват как на повърхността на паладий започват да се образуват малки водни мехурчета.

„Смятаме, че това е най-малкото мехурче, което някога се е образувало и което е било наблюдавано директно“, казва Юкун Лиу, първи автор на изследването. „Не очаквахме подобно нещо. За щастие го записвахме, така че можехме да докажем на други хора, че не сме луди“.

Полученият видеоклип е интригуващ, тъй като ни дава възможност да наблюдаваме от първия ред, в наномащаб, реакция, за която сме учили в началното училище. Но изследването може да има и практически приложения.

След като провежда допълнителни експерименти, екипът открива оптималния метод за използване на паладий за производство на вода. Добавянето първо на водород, а след това на кислород води до най-бърза реакция. Водородните атоми се впиват в метала, след което излизат обратно, когато се добави кислород, за да се получи вода на повърхността на паладий.

Екипът твърди, че разширяването на техниката може да доведе до нови начини за генериране на вода. Един от научнофантастичните сценарии, който те очертават, включва пълнене на листове паладий с водород, натоварването им на космически кораби и използването им за създаване на питейна вода чрез добавяне на кислород при необходимост.

„Паладият може да изглежда скъп, но той може да се рециклира“, казва Лиу. „Нашият процес не го консумира. Единственото нещо, което се консумира, е газ, а водородът е най-разпространеният газ във Вселената. След реакцията можем да използваме паладиевата платформа отново и отново.“

Разбира се, нужно е още много време, преди да стигнем до подобен момент, а и може да не е практично в действителност. Но все пак в близко бъдеще тази идея може да намери приложение тук, на Земята. В края на краищата намирането на начини за генериране на питейна вода при поискване е важна необходимост.

Изследването е публикувано в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences.

Източник: New Atlas