I chimici hanno scoperto una nuova forma di ghiaccio

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Fisica e chimica, Skolkovo Institute of Science and Technology, Saint Petersburg University of Information Technology

MOSCA, 23 dicembre – RIA Novosti. Scienziati dalla Russia, Stati Uniti d’America E il Cina Descrizione della struttura e delle proprietà dell’idrogeno idrogeno, che è presente sotto forma di ghiaccio a temperatura ambiente e a pressione relativamente bassa. Tale ghiaccio è interessante come potenziale soluzione per lo stoccaggio e il trasporto dell’idrogeno, il carburante più rispettoso dell’ambiente. risultati della ricerca Pubblicato в журнале Lettere di revisione del materiale.

Il ghiaccio è un materiale molto complesso con molte modifiche polimorfiche, il numero delle quali continua a crescere man mano che gli scienziati fanno nuove scoperte.

Anche le proprietà fisiche del ghiaccio variano notevolmente. Ad esempio, ad alta pressione, i legami idrogeno diventano simmetrici e non è più possibile separare una singola molecola d’acqua. Le basse pressioni causano la perturbazione del protone. Inoltre, le molecole d’acqua possono essere presenti nei cristalli di ghiaccio in una varietà di direzioni. Il ghiaccio intorno a noi, compresi i fiocchi di neve, è sempre disseminato di protoni.

La maggior parte del gas naturale nelle viscere della Terra è allo stato solido – sotto forma di idrati di gas – ghiaccio con particelle di xeno, cloro, anidride carbonica o metano. La struttura degli idrati è spesso diversa da quella del ghiaccio puro.

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Nel loro nuovo studio, i chimici russi di MIPTE il Schulteha E l’università ITMO Insieme ai colleghi della Carnegie Institution negli Stati Uniti e dell’Istituto di fisica dello stato solido di Hefe in Cina, studiano l’idrogeno idrogeno, che è di grande importanza per la ricerca sia teorica che pratica – come una forma di stoccaggio del combustibile idrogeno.

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A causa della sua esplosività, è pericoloso immagazzinare l’idrogeno nella sua forma pura e la densità dell’idrogeno compresso è molto bassa, quindi gli scienziati stanno cercando modi economicamente fattibili per immagazzinare questo gas.

“Questo non è il nostro primo lavoro sull’idrogeno idrogeno. In precedenza ci aspettavamo la formazione di nuovi idrati di idrogeno, in cui ci sono due molecole di idrogeno per molecola d’acqua. Sfortunatamente, un idrato così eccezionale può esistere solo a pressioni superiori a 380.000 atm, il che è poco pratico. L’articolo è dedicato agli idrati, che contengono meno idrogeno, ma d’altra parte possono esistere sotto pressioni molto inferiori ”, ha citato uno degli autori dell’articolo, il professor Artem Uganov, in un comunicato stampa di Skoltech.

La struttura cristallina dell’idrogeno idrato dipende fortemente dalla pressione. A bassa pressione, contiene grandi cavità che secondo Oganov sono simili alle lanterne cinesi, ciascuna contenente una singola molecola di idrogeno. Con l’aumentare della pressione, la struttura diventa più densa e sempre più idrogeno viene incorporato nel reticolo cristallino, ma il numero di gradi di libertà diminuisce.

Gli autori hanno condotto esperimenti per studiare le proprietà di diversi idrati di idrogeno e hanno scoperto uno strano comportamento in uno di essi, in cui è presente una molecola di idrogeno per tre molecole d’acqua. La struttura di questi idrati, che spiega le loro caratteristiche, è stata compresa utilizzando l’algoritmo evolutivo USPEX sviluppato dal professor Oganov.

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I ricercatori hanno scoperto che, in condizioni compatibili con l’esperimento, si è formata una struttura molto simile al già noto idrato C1 che era ordinato dal protone, ma diverso da esso nella direzione delle molecole d’acqua. Gli scienziati hanno dimostrato che la perturbazione del protone nel nuovo idrogeno idrato si verifica effettivamente a temperatura ambiente.

Mappa di durezza dei composti chimici - RIA Novosti, 1920, 11/05/2020

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