Добавление лития к водороду может увеличить выработку энергии.

Автор: kolinos | Рубрика: Другие источники энергии

Сегодня ученые во всем мире пытаются найти различные элементы, сплавы и вещества, которые могли бы обеспечить нас чистой и зеленой энергией, при этом удовлетворив наши энергетические запросы. Эти поиски привели их к созданию сверхпроводников.

Сверхпроводниковые материалы не имеет электрического сопротивления. Это замечательное свойство позволяет электронам свободно перемещаться внутри сверхпроводника. Кроме того, сверхпроводники могут проводить большое количество электрического тока без потерь энергии в виде тепла. Ученые считают, что в качестве высокотемпературного сверхпроводника может служить металлический водород.

Как известно, водород является самым легким газом, а литий – самым легким из металлов. В молекулах газообразного водорода прочные атомные связи, каждый атом водорода может отдавать один электрон. Это обозначается как H2.

Недавно в Национальной академии наук США была опубликована работа группы ученых от Университета Корнелла и Нью-Йоркского государственного университета. В этой работе был рассмотрен процесс преобразования водорода в металл со свойствами сверхпроводимости при добавлении небольшого количества лития и давлении, которое составляет примерно 25 процентов от того давления, при котором происходит металлизация водорода сама по себе (порядка 3,5 млн. атмосфер). Национальный научный фонд (NSF) предоставил финансовые средства для этого проекта.

Водород и литий, вступая в реакцию, образуют стабильное неметаллическое соединение, известное как LiH, или литий-водородное соединение. Но на Юпитере и Сатурне, где присутствуют большая гравитационная сила и высокое давление, водород находится в виде металла. Ученые пытаются создать ситуацию, в которой они могли бы извлечь электрон водорода. Для этого они сжимают водород между фасетами алмазной наковальни под давлением 3,4 миллиона атмосфер, используя методы ударно-взрывной волны.

Это своего рода сложная компьютерная программа. Программа теоретически вычислила, что водород может быть металлизирован путем соединения одного атома лития с различным количеством атомов водорода. Но до сих пор различные литиево-водородные соединения, предсказанные исследованием, не были проверены в лабораторных условиях.

Исследовательская группа испытывает различные сочетания водорода и лития. Одна из комбинаций содержит один атом лития на каждые шесть атомов водорода или LiH6. Ученые прогнозируют, что в этом гипотетическом составе атом лития включается вместо одиночного внешнего электрона и распределяется по трем молекулам Н2. Уже подтверждено, что в результате этой реакции под давлением образуется стабильное соединение металлического водорода. Расчеты также показали, что LiH6 может существовать и при нормальном давлении, но эта форма металла неустойчива и будет разлагаться на LiH и H2.

Еще один гипотетический состав, изученный группой, состоит из одного атома лития и двух атомов водорода или LiH2.

«Теоретические исследования открывают захватывающие возможности того, что нетрадиционные сочетания легких элементов при высоком давлении могут опытным путем привести к получению металлического водорода при нормальном давлении, а также к открытию новых материалов и новых агрегатных состояний вещества», – говорит Дэрил Хесс, директор программы в отделе исследования материалов NSF.

Члены исследовательской группы полагают, что водород можно объединить и с другими химическими элементами, а информация, полученная в ходе исследований, поможет в разработке сверхпроводника на основе металлического водорода.

Поделиться в соц. сетях