O hidróxeno metálico cambiará a cara da tecnoloxía ata que se evapore

Nas forxas do século XNUMX non se forxan nin aceiro nin sequera titanio ou aliaxes de elementos de terras raras. Nas actuales yunques de diamante cun brillo metálico brillaban o que aínda coñecemos como o máis esquivo dos gases...

O hidróxeno na táboa periódica está na parte superior do primeiro grupo, que inclúe só metais alcalinos, é dicir, litio, sodio, potasio, rubidio, cesio e francio. Non é sorprendente que os científicos se pregunten durante moito tempo se tamén ten a súa forma metálica. En 1935, Eugene Wigner e Hillard Bell Huntington foron os primeiros en propoñer condicións en que o hidróxeno pode converterse en metálico. En 1996, os físicos estadounidenses William Nellis, Arthur Mitchell e Samuel Weir do Laboratorio Nacional Lawrence Livermore informaron de que o hidróxeno fora producido accidentalmente en estado metálico usando unha pistola de gas. En outubro de 2016, Ranga Díaz e Isaac Silvera anunciaron que conseguiran obter hidróxeno metálico a unha presión de 495 GPa (aproximadamente 5 × 10⁶ atm) e a unha temperatura de 5,5 K nunha cámara de diamante. Non obstante, o experimento non foi repetido polos autores e non foi confirmado de forma independente. como resultado, parte da comunidade científica cuestiona as conclusións formuladas.

Hai suxestións de que o hidróxeno metálico pode estar en forma líquida baixo alta presión gravitatoria. dentro de planetas gaseosos xigantescomo Xúpiter e Saturno.

A finais de xaneiro deste ano, un grupo de prof. Isaac Silveri, da Universidade de Harvard, informou de que no laboratorio se produciu hidróxeno metálico. Someteron a mostra a unha presión de 495 GPa en "yunques" de diamante, cuxas moléculas forman o gas H₂ desintegrado, e unha estrutura metálica formada a partir de átomos de hidróxeno. Segundo os autores do experimento, a estrutura resultante metaestableo que significa que permanece metálico mesmo despois de que cese a presión extrema.

Ademais, segundo os científicos, o hidróxeno metálico sería supercondutor de alta temperatura. En 1968, Neil Ashcroft, físico da Universidade de Cornell, predixo que a fase metálica do hidróxeno podería ser supercondutora, é dicir, conducir electricidade sen perda de calor e a temperaturas moi superiores aos 0°C. Só con isto aforraríase un terzo da electricidade que se perde hoxe na transmisión e como consecuencia do quecemento de todos os dispositivos electrónicos.

A presión normal en estado gasoso, líquido e sólido (o hidróxeno condénsase a 20 K e solidifícase a 14 K), este elemento non conduce a electricidade porque os átomos de hidróxeno combínanse en pares moleculares e intercambian os seus electróns. Polo tanto, non hai suficientes electróns libres, que nos metais forman unha banda de condución e son portadores de corrente. Só unha forte compresión de hidróxeno para destruír enlaces entre átomos libera teoricamente electróns e fai que o hidróxeno sexa condutor de electricidade e mesmo supercondutor.

Hidróxeno comprimido nunha forma metálica entre diamantes

Tamén podería servir unha nova forma de hidróxeno combustible para foguetes cun rendemento excepcional. "Precisa unha enorme cantidade de enerxía para producir hidróxeno metálico", explica o profesor. Prata. "Cando esta forma de hidróxeno se converte nun gas molecular, libera moita enerxía, o que o converte no motor foguete máis poderoso coñecido pola humanidade".

O impulso específico dun motor que funciona con este combustible será de 1700 segundos. Na actualidade, o hidróxeno e o osíxeno úsanse habitualmente e o impulso específico destes motores é de 450 segundos. Segundo o científico, o novo combustible permitirá que a nosa nave chegue á órbita cun foguete dunha soa etapa cunha carga útil maior e permitirá que chegue a outros planetas.

Á súa vez, un supercondutor de hidróxeno metálico funcionando a temperatura ambiente permitiría construír sistemas de transporte de alta velocidade mediante a levitación magnética, aumentaría a eficiencia dos vehículos eléctricos e a eficiencia de moitos dispositivos electrónicos. Tamén haberá unha revolución no mercado do almacenamento de enerxía. Dado que os supercondutores teñen resistencia nula, sería posible almacenar enerxía en circuítos eléctricos, onde circula ata que se precisa.

Teña coidado con este entusiasmo

Non obstante, estas brillantes perspectivas non están totalmente claras, xa que os científicos aínda teñen que verificar que o hidróxeno metálico sexa estable en condicións normais de presión e temperatura. Os representantes da comunidade científica, aos que os medios se achegaron para comentar, son escépticos ou, no mellor dos casos, reservados. O postulado máis común é repetir o experimento, porque un suposto éxito é... só un suposto éxito.

Polo momento só se pode ver unha pequena peza de metal detrás das dúas mencionadas yunques de diamante, que se empregaban para comprimir hidróxeno líquido a temperaturas moi inferiores a cero. É a predición do prof. Silvera e os seus colegas traballarán realmente? Vexamos nun futuro próximo como os experimentadores pretenden reducir gradualmente a presión e aumentar a temperatura da mostra para descubrir. E ao facelo, esperan que o hidróxeno simplemente... non se evapore.