Žinoma, kad retasis elementas paladis yra geras katalizatorius dujiniam vandeniliui ir deguoniui paversti į vandenį, tačiau kaip tiksliai tai veikia, kol kas menkai suprantama. Todėl atlikdami naująjį tyrimą, Šiaurės vakarų universiteto mokslininkai naudojo neseniai sukurtą metodą, kad galėtų tiksliai stebėti, kas vyksta molekuliniu lygiu.
Jie įdėjo paladžio bandinius į korio formos nanoreaktorius, apgaubtus itin plona stiklo membrana. Tada buvo įvestos dujos. Visa tai buvo stebima naudojant aukšto vakuuminio perdavimo elektronų mikroskopus.
Šiomis naujomis galingomis „akimis“ komanda pamatė, kad vandenilio atomai patenka į paladį, todėl metalas išsiplečia – nes jo paties atomai atsiskiria vienas nuo kito. Tačiau dar svarbiau buvo tai, kad paladžio paviršiuje pradėjo formuotis maži vandens burbuliukai.
„Manome, kad tai gali būti mažiausias burbuliukas, kurį kada nors pavyko pamatyti tiesiogiai“, – sako pagrindinis tyrimo autorius Jukunas Liu. – Tai yra ne tai, ko tikėjomės. Laimei, mes tai fiksavome, todėl galėjome įrodyti kitiems žmonėms, kad nesame išprotėję“.
Gautas vaizdo įrašas yra intriguojantis, nes leidžia mums nanomasteliu pagaliau tiesiogiai pamatyti reakciją, apie kurią mokėmės pradinėje mokykloje. Tačiau šis tyrimas gali turėti ir praktinį pritaikymą.
Atlikusi tolesnius eksperimentus, komanda rado optimalų paladžio naudojimo vandeniui gaminti metodą. Pirmiausia pridėjus vandenilio, o po to deguonies, reakcija vyko sparčiausiai. Vandenilio atomai įsiskverbdavo į metalą, o pridėjus deguonies, grįždavo atgal – ir paladžio paviršiuje susidarydavo vanduo.
Komanda teigia, kad išplėtus šį metodą, būtų galima rasti naujų būdų, kaip gaminti vandenį pagal poreikį. Viename iš fantastinių scenarijų, kurį jie pateikia, numatoma užpildyti paladžio lakštus vandeniliu, pakrauti juos į erdvėlaivius ir naudoti geriamajam vandeniui gaminti – pagal poreikį pridedant deguonies.
„Paladis gali atrodyti brangus, tačiau jį galima perdirbti, – sako J. Liu. – Mūsų procesas jo neišeikvoja. Vienintelis sunaudojamas dalykas yra dujos, o vandenilis Visatoje yra gausiausios dujos. Po reakcijos paladžio platformą galime naudoti vėl ir vėl.“
Žinoma, tai dar tolimas kelias – ir gali būti nepraktiška realybėje. Bet vis dėlto artimiausioje ateityje tai galėtų būti panaudota čia, Žemėje. Juk rasti būdų, kaip pagal poreikį pasigaminti geriamojo vandens, yra svarbus.
Tyrimas paskelbtas žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
Parengta pagal „New Atlas“.
