धात्विक हाइड्रोजन प्रौद्योगिकी का चेहरा बदल देगा - जब तक यह वाष्पित नहीं हो जाता
XNUMXवीं शताब्दी के फोर्जों में, न तो स्टील और न ही टाइटेनियम या दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की मिश्र धातुएं बनाई जाती हैं। आज के हीरे की निहाई में धात्विक चमक के साथ वह चमकता है जिसे हम अभी भी सबसे मायावी गैसों के रूप में जानते हैं...
आवर्त सारणी में हाइड्रोजन पहले समूह के शीर्ष पर है, जिसमें केवल क्षार धातुएँ, यानी लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, रूबिडियम, सीज़ियम और फ्रांसियम शामिल हैं। इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है, वैज्ञानिक लंबे समय से यह सोच रहे हैं कि क्या इसका भी धात्विक रूप है। 1935 में, यूजीन विग्नर और हिलार्ड बेल हंटिंगटन ऐसी शर्तों का प्रस्ताव देने वाले पहले व्यक्ति थे जिनके तहत हाइड्रोजन धात्विक बन सकता है. 1996 में, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी में अमेरिकी भौतिकविदों विलियम नेलिस, आर्थर मिशेल और सैमुअल वियर ने बताया कि गैस गन का उपयोग करके गलती से धातु अवस्था में हाइड्रोजन का उत्पादन किया गया था। अक्टूबर 2016 में, रंगा डियाज़ और इसाक सिल्वर ने घोषणा की कि वे 495 GPa (लगभग 5 × 10) के दबाव पर धात्विक हाइड्रोजन प्राप्त करने में सफल रहे हैं।6 एटीएम) और एक हीरे के कक्ष में 5,5 K के तापमान पर। हालाँकि, प्रयोग को लेखकों द्वारा दोहराया नहीं गया था और इसकी स्वतंत्र रूप से पुष्टि नहीं की गई थी। परिणामस्वरूप, वैज्ञानिक समुदाय का एक हिस्सा तैयार किए गए निष्कर्षों पर सवाल उठाता है।
ऐसे सुझाव हैं कि धात्विक हाइड्रोजन उच्च गुरुत्वाकर्षण दबाव के तहत तरल रूप में हो सकता है। विशाल गैस ग्रहों के अंदरबृहस्पति और शनि की तरह.
इस वर्ष जनवरी के अंत में, प्रोफेसर का एक समूह। हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के आइजैक सिल्वरी ने बताया कि लैब में धात्विक हाइड्रोजन का उत्पादन किया गया है। उन्होंने नमूने को हीरे के "एनविल्स" में 495 GPa के दबाव के अधीन रखा, जिसके अणु गैस H बनाते हैं2 विघटित हो गया और हाइड्रोजन परमाणुओं से एक धातु संरचना का निर्माण हुआ। प्रयोग के लेखकों के अनुसार, परिणामी संरचना मेटास्टेबलजिसका अर्थ है कि अत्यधिक दबाव समाप्त होने के बाद भी यह धात्विक बना रहता है।
इसके अलावा वैज्ञानिकों के अनुसार धात्विक हाइड्रोजन होगा उच्च तापमान सुपरकंडक्टर. 1968 में, कॉर्नेल विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी, नील एशक्रॉफ्ट ने भविष्यवाणी की थी कि हाइड्रोजन का धात्विक चरण अतिचालक हो सकता है, यानी, बिना किसी गर्मी के नुकसान के और 0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर बिजली का संचालन कर सकता है। यह अकेले ही उस बिजली का एक तिहाई बचाएगा जो आज ट्रांसमिशन में और सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के गर्म होने के परिणामस्वरूप खो जाती है।
गैसीय, तरल और ठोस अवस्था में सामान्य दबाव में (हाइड्रोजन 20K पर संघनित होता है और 14K पर जम जाता है) यह तत्व बिजली का संचालन नहीं करता है क्योंकि हाइड्रोजन परमाणु आणविक जोड़े में संयोजित होते हैं और अपने इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं। इसलिए, पर्याप्त मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं हैं, जो धातुओं में एक चालन बैंड बनाते हैं और वर्तमान वाहक होते हैं। परमाणुओं के बीच के बंधनों को नष्ट करने के लिए हाइड्रोजन का केवल एक मजबूत संपीड़न सैद्धांतिक रूप से इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है और हाइड्रोजन को बिजली का संवाहक और यहां तक कि एक सुपरकंडक्टर भी बनाता है।
हाइड्रोजन हीरों के बीच धातु के आकार में संपीड़ित होता है
हाइड्रोजन का एक नया रूप भी काम आ सकता है असाधारण प्रदर्शन के साथ रॉकेट ईंधन. प्रोफेसर बताते हैं, "धात्विक हाइड्रोजन का उत्पादन करने में भारी मात्रा में ऊर्जा लगती है।" चाँदी। "जब हाइड्रोजन के इस रूप को आणविक गैस में बदल दिया जाता है, तो बहुत सारी ऊर्जा निकलती है, जिससे यह मानव जाति के लिए ज्ञात सबसे शक्तिशाली रॉकेट इंजन बन जाता है।"
इस ईंधन पर चलने वाले इंजन का विशिष्ट आवेग 1700 सेकंड होगा। वर्तमान में, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, और ऐसे इंजनों का विशिष्ट आवेग 450 सेकंड है। वैज्ञानिक के अनुसार, नया ईंधन हमारे अंतरिक्ष यान को बड़े पेलोड के साथ एकल-चरण रॉकेट के साथ कक्षा में पहुंचने और अन्य ग्रहों तक पहुंचने की अनुमति देगा।
बदले में, कमरे के तापमान पर काम करने वाला एक धातु हाइड्रोजन सुपरकंडक्टर चुंबकीय उत्तोलन का उपयोग करके उच्च गति परिवहन प्रणालियों का निर्माण करना संभव बना देगा, इलेक्ट्रिक वाहनों की दक्षता और कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की दक्षता में वृद्धि करेगा। ऊर्जा भंडारण बाजार में भी क्रांति आएगी. चूँकि सुपरकंडक्टर्स का प्रतिरोध शून्य होता है, इसलिए ऊर्जा को विद्युत परिपथों में संग्रहीत करना संभव होगा, जहाँ यह आवश्यकता होने तक प्रसारित होती है।
इस उत्साह से सावधान रहें
हालाँकि, ये उज्ज्वल संभावनाएँ पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं, क्योंकि वैज्ञानिकों को अभी तक यह सत्यापित करना बाकी है कि धात्विक हाइड्रोजन दबाव और तापमान की सामान्य परिस्थितियों में स्थिर है। वैज्ञानिक समुदाय के प्रतिनिधि, जिनसे मीडिया ने टिप्पणी के लिए संपर्क किया है, संशयवादी हैं या, अधिक से अधिक, संकोची हैं। प्रयोग को दोहराना सबसे आम धारणा है, क्योंकि एक कथित सफलता... बस एक कथित सफलता है।
फिलहाल, धातु का एक छोटा टुकड़ा केवल उपरोक्त दो हीरे की निहाई के पीछे देखा जा सकता है, जिसका उपयोग ठंड से काफी नीचे तापमान पर तरल हाइड्रोजन को संपीड़ित करने के लिए किया गया था। प्रोफेसर की भविष्यवाणी है. क्या सिल्वरा और उनके सहकर्मी सचमुच काम करेंगे? आइए निकट भविष्य में देखें कि कैसे प्रयोगकर्ता यह पता लगाने के लिए धीरे-धीरे दबाव कम करने और नमूने का तापमान बढ़ाने का इरादा रखते हैं। और ऐसा करने में, वे आशा करते हैं कि हाइड्रोजन वाष्पित न हो।
