ScienceDaily (25 ноября 2009) — Ученые из Института Карнеги первыми нашли, что высокое давление может использоваться, чтобы получить уникальный материал для хранения водорода. Открытие прокладывает путь к абсолютно новому способу хранения водорода.
Исследователи нашли, что обычно инертный, благородный газ ксенон соединяется с молекулярным водородом (H2) под давлением, пи этом образуется неизвестное вещество с необычной химией соединения. Эксперименты - первый раз, когда эти элементы были объединены, чтобы сформировать устойчивый состав. Открытие дебютирует новая семья материалов, которые могли повысить новые водородные технологии.
Отчет издан 22 ноября 2009, на сайте Химия Природы.
Ксенон имеет некоторые интригующие свойства, включая его использование при анастезии, его способность сохранять биологические ткани, и его применение для освещения. Ксенон - благородный газ, это означает, что он обычно не реагирует с другими элементами.
Как поясняет автор Маддери Сомаязалу, исследователь в Геофизической Лаборатории Карнеги: "Элементы изменяют их конфигурацию, когда их помещают под давлением, аналогично пассажирам в лифте, корректирующим их расположение, когда лифт становится полным. Мы подвергли ряд газовых смесей ксенона в комбинации с водородом к высокому давлению в алмазной ячейке. Приблизительно при давлении в 41 000 атмосфер, атомы водорода стали встраиваться в решетку ксенона, но встраивались слоями, между свободными парами ксенона. Когда мы увеличили давление, расстояния между измененными парами ксенона, уменьшилось, и новое вещество приобрело свойства металлического ксенона ."
Исследователи изучили состав при различных давлениях, используя рентгеновскую, инфракрасную и спектроскопию Рамана. Когда они увидели часть ксенона структуры, они поняли, что взаимодействие ксенона с водородом было ответственно за необычную стабильность и непрерывное изменение в расстояниях ксенона ксенона, поскольку давление было от 41 000 до 255 000 атмосфер.
Почему состав был настолько устойчив? "Мы были взяты от охраны и структурой и стабильностью этого материала," сказал Прземек Дера, кристаллограф, кто смотрел на изменения в электронной плотности в различных давлениях. Поскольку электронная плотность от атомов ксенона распространяется к окружившим его молекулам водорода, это стабилизирует состав и пар ксенона.
"Ксенон слишком тяжел и дорог быть практичным для применения в качестве водородного аккумулятора," замечает Сомаязалу. "Но понимая, как это работает в этой ситуации, исследователи могут придумать более легкие замены."
"Очень захватывающее придумать новые богатые водородом вещества, не только для нашего интереса к простым молекулярным системам, но и потому что такие открытия могут быть фондом для новых прорывных технологий,"комментирует Расселл Хемлей,соавтор открытия и директор Геофизической Лаборатории. "Это богатое водородом вещество представляет новую путь к формированию новых водородных составов хранения, и новая вызванная давлением химия открывает возможность синтезирования новых материалов для хранения энергии."
Это исследование финансировалось Министерством энергетики США, и Национальным Фондом Науки.
sciencedaily.com
|
