Veden uuttamista avaruudessa tai autiomaassa

Ilmiö tapahtui osana Northwestern Universityn tutkimusta, jonka aikana tutkijat yrittivät ymmärtää, kuinka palladium, harvinainen metallielementti, katalysoi kaasumaista reaktiota veden tuottamiseksi.

Koska reaktio ei vaadi äärimmäisiä olosuhteita, tutkijoiden mukaan sitä voitaisiin käyttää käytännöllisenä ratkaisuna veden nopeaan tuottamiseen kuivissa ympäristöissä, myös muilla planeetoilla.

"Visualisoimalla suoraan nanomittakaavan vedentuotantoa pystyimme tunnistamaan optimaaliset olosuhteet nopealle veden muodostukselle ympäristöolosuhteissa", sanoi Northwesternin Vinayak Dravid, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

"Näillä löydöillä on merkittäviä vaikutuksia käytännön sovelluksiin, kuten mahdollistaen nopea vedentuotanto syvän avaruuden ympäristöissä kaasuja ja metallikatalyyttejä käyttämällä ilman äärimmäisiä reaktio-olosuhteita.

Jo 1900-luvun alusta lähtien tutkijat ovat tienneet, että palladium voi toimia katalysaattorina, joka tuottaa nopeasti vettä. Mutta kuinka tämä reaktio tarkalleen tapahtuu, on jäänyt mysteeriksi.

"Se on tunnettu ilmiö, mutta sitä ei koskaan täysin ymmärretty", sanoi Yukun Liu, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja.

Prosessin tarkasteleminen atomin tarkkuudella oli yksinkertaisesti mahdotonta vielä yhdeksän kuukautta sitten. Tammikuussa 2024 Dravidin tiimi loi uuden menetelmän kaasumolekyylien analysoimiseksi reaaliajassa.

Uuden menetelmän avulla Dravid, Liu ja Koo tutkivat palladiumreaktiota. Ensin he näkivät vetyatomien menevän palladiumiin laajentaen sen neliömäistä hilaa. Mutta kun he näkivät pieniä vesipisaroita muodostuvan palladiumin pinnalle, tutkijat eivät olleet uskoa silmiään.

"Uskomme, että se saattaa olla pienin koskaan muodostunut kupla, jota on katsottu suoraan", Liu sanoi. "Se ei ollut sitä mitä odotimme. Onneksi kuvasimme ilmiön, jotta pystyimme todistamaan muille, että emme olleet hulluja."

Jatkotutkimukset erikoislaitteilla vahvistivat, että palladiumreaktio synnytti vettä. Sitten he lisäsivät vetyä ja happea erikseen eri aikoina tai sekoittaen niitä keskenään määrittääkseen, mikä tapahtumasarja tuotti vettä nopeimmin.

Kun varastoimme palladiumiin ensin vetyä ja sitten lisäsimme happea, reaktio alkoi. Vety tulee ulos palladiumista reagoimaan hapen kanssa, ja palladium kutistuu ja palaa alkutilaansa.

Northwestern-tiimi kuvittelee, että tulevaisuudessa voitaisiin valmistaa vedyllä täytettyä palladiumia ennen avaruuteen matkustamista. Sitten paikan päällä siihen lisätään happea tuottamaan vettä juotavaksi tai kasvien kasteluun. Vaikka tutkimus keskittyi kuplien muodostumisen tutkimiseen

"Palladium saattaa tuntua kalliilta, mutta se on kierrätettävää", Liu sanoi. "Prosessimme ei kuluta sitä. Ainoa kulutettu asia on kaasu, ja vety on maailmankaikkeuden runsain kaasu. Reaktion jälkeen voimme käyttää palladiumalustaa uudelleen ja uudelleen."

Aiheesta aiemmin:

Kuinka valo voi höyrystää vettä ilman lämpöä

Elektronit vedessä ja särkyneinä

Vesipisaroiden diodit jäähdyttävät