Primeiro Vídeo à Nanoescala de Átomos de Hidrogénio e Oxigénio a Formar Água

Image de Pixabay

Todos nós conhecemos a equação básica: hidrogénio mais oxigénio é igual a água. Agora, os cientistas deram um passo em frente, capturando o primeiro vídeo à escala molecular desta reação icónica. Esta descoberta pode vir a abrir caminho a métodos inovadores de produção de grandes quantidades de água potável.

O paládio, um elemento raro, é um catalisador altamente eficaz na conversão de hidrogénio e oxigénio gasoso em água, mas os pormenores do seu processo de reação têm permanecido indefinidos. Para obter informações, uma equipa da Universidade Northwestern utilizou uma técnica avançada que lhes permitiu observar a reação com um detalhe molecular preciso.

Colocaram amostras de paládio em nanoreactores, concebidos como minúsculos favos de mel, e selados numa membrana de vidro ultrafina. Quando os gases foram introduzidos, a reação foi monitorizada utilizando microscópios electrónicos de transmissão de alto vácuo.

Átomos de hidrogénio penetram no paládio, expandindo o metal e formando pequenas bolhas de água

Com esta nova e poderosa perspetiva, a equipa observou que os átomos de hidrogénio penetram no paládio, fazendo com que o metal se expanda à medida que os seus átomos se afastam. Mais emocionante ainda, observaram a formação de minúsculas bolhas de água na superfície do paládio.

“Pensamos que esta pode ser a bolha mais pequena alguma vez observada diretamente”, explicou Yukun Liu, o autor principal do estudo. “Não era o que esperávamos, mas, felizmente, registámo-la para provar que não estávamos a imaginar coisas”.

O vídeo resultante oferece uma visão sem precedentes à escala nanométrica desta reação que todos aprendemos na escola. Para além do seu apelo visual, o estudo tem potenciais aplicações práticas.

Através de novos testes, a equipa descobriu a sequência mais eficiente para a produção de água em paládio: a introdução de hidrogénio primeiro, seguida de oxigénio, conduziu à reação mais rápida. Os átomos de hidrogénio entram no paládio e depois combinam-se com o oxigénio na superfície para criar água.

Esta descoberta poderá inspirar métodos escaláveis para a produção de água. Uma aplicação potencial poderia envolver o carregamento de folhas de paládio com hidrogénio, a sua colocação em naves espaciais e a produção de água potável através da simples adição de oxigénio, conforme necessário.

“O paládio pode parecer caro, mas é reciclável”, observou Liu. “O nosso processo não consome o paládio propriamente dito. Apenas o gás é consumido, e o hidrogénio é o elemento mais abundante no universo. Após a reação, a plataforma de paládio pode ser reutilizada repetidamente”.

Embora esta tecnologia ainda esteja longe de ser aplicada na prática, é promissora para futuros sistemas de produção de água a pedido, respondendo a uma necessidade vital tanto na Terra como potencialmente para além dela.

Bolhas de água de tamanho nanométrico formam-se do nada.

Leia o Artigo Original New Atlas

Leia mais Experiência com Laser Mostra que a Luz Lança a sua Própria Sombra