Het absorberen van waterstof verandert palladium in een quasi-vloeistof

Hier is een merkwaardig experiment met palladium, het zeldzame zilverachtige metaal dat bekend staat om zijn vermogen om waterstof te absorberen. Wanneer het verzadigd is, kan de verhouding van waterstof tot palladium zo hoog zijn 0,6, daarom wordt het metaal gebruikt om waterstof te filteren en zelfs op te slaan.

Het is gemakkelijk voor te stellen dat de beweging van waterstofatomen in en uit het metalen rooster weinig effect heeft op het materiaal. Maar dat blijkt niet te kloppen, ontdekten Akio Kawasaki van de Universiteit van Tokyo en vrienden toen ze besloten het idee te testen.

Materiaalwetenschappers weten al langer dat palladium uitzet wanneer het waterstof opneemt en krimpt tijdens desorptie. Wat ze tot nu toe niet wisten, is de tol die dit proces van het metaal eist.

Kawasaki en co bevestigden een rechthoekige plaat van palladium ter grootte van een stuk kauwgom aan de zijkant van een kamer zodat deze horizontaal uitstak. Ze verwarmden het vervolgens tot 150 graden C en hingen het gewicht van een appel aan het uiteinde van het bord. Ten slotte pompten ze waterstof in de kamer en wachtten terwijl het metaal het absorbeerde.

Tot hun verbazing zakte het palladium onmiddellijk onder het gewicht en bleef het hangen terwijl de waterstof uit de kamer werd gepompt en het gas werd gedesorbeerd. (Als ze daarentegen de plaat verticaal hingen met het gewicht eronder, was er bijna geen rek meer.)

Er is geen ontkomen aan de conclusie dat waterstof op de een of andere manier palladium van zijn kracht berooft, maar op een heel specifieke manier.

Dat is een enigszins onverwacht resultaat, maar een resultaat dat Kawasaki en co denken te kunnen verklaren.

In zijn pure staat heeft het palladiumrooster een kubusvormige structuur in het midden, maar dit moet veranderen om zoveel waterstof aan boord toe te laten. Materiaalwetenschappers weten dat wanneer dit gebeurt, het twee andere structuren kan aannemen die bekend staan ​​als alfa- en bètafasen, evenals een mengsel van deze fasen.

De conclusie van Kawasaki is dat tijdens deze verandering de metaalatomen niet in een starre solide structuur worden vastgehouden en ook niet op een volledig willekeurige manier kunnen bewegen. Hierdoor lijkt het een beetje op een vloeistof. In feite noemen natuurkundigen dit soort materiaal een quasi-vloeistof.

Dus wat ze hebben is een materiaal dat ze naar believen in een quasi-vloeistof kunnen veranderen. Dat zou de interesse van materiaalwetenschappers moeten wekken. De volgende fase zal zijn om de verandering te bestuderen met behulp van verschillende technieken zoals röntgendiffractie en misschien NMR, wat zou moeten onthullen wat er met een stof gebeurt als deze verandert van een vaste stof in een quasi-vloeistof.

Wat betreft toepassingen, waar zo'n quasi-vloeistof goed kan worden gebruikt, is niet duidelijk. Suggesties in de commentarensecties alstublieft.

Referentie: arxiv.org/abs/1011.2776 : Abnormale vervorming van palladiumplaten door een kleine zwaartekracht tijdens waterstofabsorptie en -desorptie

zich verstoppen