मेटॅलिक हायड्रोजन तंत्रज्ञानाचा चेहरा बदलेल - बाष्पीभवन होईपर्यंत
XNUMXव्या शतकाच्या फोर्जेसमध्ये, स्टील किंवा अगदी टायटॅनियम किंवा दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे मिश्र धातुही बनावट नाहीत. आजच्या काळातील डायमंड एनव्हिल्समध्ये धातूच्या चमकाने चमकत आहे ज्याला आपण अजूनही वायूंमध्ये सर्वात मायावी म्हणून ओळखतो ...
नियतकालिक सारणीतील हायड्रोजन पहिल्या गटाच्या शीर्षस्थानी आहे, ज्यामध्ये फक्त अल्कली धातूंचा समावेश आहे, म्हणजे, लिथियम, सोडियम, पोटॅशियम, रुबिडियम, सीझियम आणि फ्रँशियम. आश्चर्याची गोष्ट नाही की, शास्त्रज्ञांनी बर्याच काळापासून आश्चर्यचकित केले आहे की त्याचे देखील धातूचे स्वरूप आहे. 1935 मध्ये, युजीन विग्नर आणि हिलार्ड बेल हंटिंग्टन यांनी सर्वप्रथम कोणत्या परिस्थितीत प्रस्तावित केले होते हायड्रोजन धातू बनू शकतो. 1996 मध्ये, लॉरेन्स लिव्हरमोर नॅशनल लॅबोरेटरीतील अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ विल्यम नेलिस, आर्थर मिशेल आणि सॅम्युअल वेअर यांनी अहवाल दिला की गॅस गन वापरून धातूच्या अवस्थेत हायड्रोजन चुकून तयार झाला होता. ऑक्टोबर 2016 मध्ये, रंगा डायझ आणि आयझॅक सिल्वेरा यांनी घोषित केले की त्यांना 495 GPa (अंदाजे 5 × 10) च्या दाबाने धातूचा हायड्रोजन मिळवण्यात यश आले आहे.6 atm) आणि डायमंड चेंबरमध्ये 5,5 K तापमानावर. तथापि, प्रयोगाची पुनरावृत्ती लेखकांनी केली नाही आणि स्वतंत्रपणे पुष्टी केली नाही. परिणामी, वैज्ञानिक समुदायाचा एक भाग तयार केलेल्या निष्कर्षांवर प्रश्न विचारतो.
उच्च गुरुत्वाकर्षण दाबाखाली धातूचा हायड्रोजन द्रव स्वरूपात असू शकतो अशा सूचना आहेत. विशाल वायू ग्रहांच्या आतजसे गुरु आणि शनि.
या वर्षी जानेवारीच्या अखेरीस एका गटाने प्रा. हार्वर्ड युनिव्हर्सिटीचे आयझॅक सिल्वेरी यांनी नोंदवले की प्रयोगशाळेत धातूचा हायड्रोजन तयार झाला आहे. त्यांनी नमुन्याला डायमंड "एन्व्हिल्स" मध्ये 495 GPa चा दाब दिला, ज्याचे रेणू H वायू तयार करतात.2 विघटित, आणि हायड्रोजन अणूंपासून धातूची रचना तयार होते. प्रयोगाच्या लेखकांच्या मते, परिणामी रचना मेटास्टेबलम्हणजे अत्यंत दाब संपल्यानंतरही ते धातूचेच राहते.
याव्यतिरिक्त, शास्त्रज्ञांच्या मते, धातूचा हायड्रोजन असेल उच्च तापमान सुपरकंडक्टर. 1968 मध्ये, कॉर्नेल विद्यापीठातील भौतिकशास्त्रज्ञ नील अॅशक्रॉफ्ट यांनी भाकीत केले की हायड्रोजनचा धातूचा टप्पा सुपरकंडक्टिव्ह असू शकतो, म्हणजेच कोणत्याही उष्णतेची हानी न होता आणि 0 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानात वीज चालवते. यामुळे आज ट्रान्समिशनमध्ये आणि सर्व इलेक्ट्रॉनिक उपकरण गरम केल्यामुळे गमावलेल्या विजेच्या एक तृतीयांश विजेची बचत होईल.
वायू, द्रव आणि घन अवस्थेत (हायड्रोजन कंडेन्स 20 K वर आणि 14 K वर घनरूप होतो) मध्ये सामान्य दाबाखाली, हा घटक वीज चालवत नाही कारण हायड्रोजन अणू आण्विक जोड्यांमध्ये एकत्र होतात आणि त्यांच्या इलेक्ट्रॉनची देवाणघेवाण करतात. म्हणून, पुरेसे मुक्त इलेक्ट्रॉन नाहीत, जे धातूंमध्ये एक वहन बँड बनवतात आणि वर्तमान वाहक असतात. अणूंमधील बंध नष्ट करण्यासाठी हायड्रोजनचे केवळ एक मजबूत कॉम्प्रेशन सैद्धांतिकरित्या इलेक्ट्रॉन सोडते आणि हायड्रोजनला विजेचा वाहक आणि अगदी सुपरकंडक्टर बनवते.
हायड्रोजन हिरे दरम्यान धातूचा आकार संकुचित
हायड्रोजनचा एक नवीन प्रकार देखील सर्व्ह करू शकतो अपवादात्मक कामगिरीसह रॉकेट इंधन. “धातूचा हायड्रोजन तयार करण्यासाठी प्रचंड ऊर्जा लागते,” असे प्राध्यापक स्पष्ट करतात. चांदी. "जेव्हा हायड्रोजनचे हे रूप आण्विक वायूमध्ये रूपांतरित केले जाते, तेव्हा भरपूर ऊर्जा सोडली जाते, ज्यामुळे ते मानवजातीसाठी ज्ञात असलेले सर्वात शक्तिशाली रॉकेट इंजिन बनते."
या इंधनावर चालणाऱ्या इंजिनचा विशिष्ट आवेग 1700 सेकंदांचा असेल. सध्या, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनचा सामान्यतः वापर केला जातो आणि अशा इंजिनचा विशिष्ट आवेग 450 सेकंद असतो. शास्त्रज्ञांच्या मते, नवीन इंधन आपल्या अंतराळ यानाला एका मोठ्या पेलोडसह सिंगल-स्टेज रॉकेटसह कक्षेत पोहोचू देईल आणि इतर ग्रहांपर्यंत पोहोचू शकेल.
या बदल्यात, खोलीच्या तपमानावर कार्यरत धातूचा हायड्रोजन सुपरकंडक्टर चुंबकीय उत्सर्जन वापरून उच्च-गती वाहतूक प्रणाली तयार करणे शक्य करेल, इलेक्ट्रिक वाहनांची कार्यक्षमता आणि अनेक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची कार्यक्षमता वाढवेल. ऊर्जा साठवणुकीच्या बाजारपेठेतही क्रांती होईल. सुपरकंडक्टर्सना शून्य प्रतिकार असल्याने, आवश्यकतेपर्यंत ते फिरते अशा इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये ऊर्जा साठवणे शक्य होईल.
या उत्साहाने सावधगिरी बाळगा
तथापि, या उज्ज्वल संभावना पूर्णपणे स्पष्ट नाहीत, कारण शास्त्रज्ञांना अद्याप हे सत्यापित करणे बाकी आहे की धातूचा हायड्रोजन दबाव आणि तापमानाच्या सामान्य परिस्थितीत स्थिर आहे. वैज्ञानिक समुदायाचे प्रतिनिधी, ज्यांना मीडियाने टिप्पण्यांसाठी संपर्क साधला आहे, ते संशयवादी आहेत किंवा सर्वोत्तम, राखीव आहेत. प्रयोगाची पुनरावृत्ती करणे ही सर्वात सामान्य धारणा आहे, कारण एक अपेक्षित यश आहे... फक्त एक कथित यश.
या क्षणी, धातूचा एक छोटासा तुकडा फक्त वर नमूद केलेल्या दोन डायमंड एनव्हिल्सच्या मागे दिसू शकतो, ज्याचा वापर गोठण्यापेक्षा कमी तापमानात द्रव हायड्रोजन दाबण्यासाठी केला जात होता. याचा अंदाज प्रा. सिल्वेरा आणि त्यांचे सहकारी खरेच काम करतील का? नजीकच्या भविष्यात पाहू या की प्रयोगकर्त्यांचा दबाव हळूहळू कमी करण्याचा आणि नमुन्याचे तापमान वाढवण्याचा कसा मानस आहे हे शोधण्यासाठी. आणि असे करताना, त्यांना आशा आहे की हायड्रोजन फक्त… बाष्पीभवन होणार नाही.
