Κιν?ζοι επιστ?μονε? συν?θεσαν ν?α υπεραγ?γιμα υλικ? και ν?ου? καταλ?τε? για την παραγωγ? Υδρογ?νου

Οι Κιν?ζοι επιστ?μονε? π?τυχαν δ?ο σημαντικ?? ανακαλ?ψει? που υπ?σχονται να επηρε?σουν καθοριστικ? το μ?λλον τη? υπεραγωγιμ?τητα? και τη? παραγωγ?? υδρογ?νου. Η αν?πτυξη ν?ων βασισμ?νων στο νικ?λιο υπεραγ?γιμων υλικ?ν σε συνθ?κε? περιβ?λλοντο? και η πρωτοποριακ? τεχνολογ?α κατ?λυση? για βι?σιμη παραγωγ? υδρογ?νου ανο?γουν ν?ου? ορ?ζοντε? στην επιστ?μη και την τεχνολογ?α.

Υπεραγωγιμ?τητα σε συνθ?κε? περιβ?λλοντο?

Μια ερευνητικ? ομ?δα απ? το Southern University of Science and Technology (SUSTech), σε συνεργασ?α με κορυφα?α κινεζικ? ιδρ?ματα, αν?πτυξε μια ν?α κατηγορ?α υπεραγ?γιμων υλικ?ν σε συνθ?κε? περιβ?λλοντο?. Σ?μφωνα με μελ?τη που δημοσιε?θηκε στο επιστημονικ? περιοδικ? Nature, τα ν?α υπεραγ?γιμα υλικ? παρουσι?ζουν θερμοκρασ?α μετ?βαση? ?νω των 40 K (περ?που -233 βαθμο? Κελσ?ου), εν? παρ?χουν αδι?σειστα στοιχε?α μηδενικ?? ηλεκτρικ?? αντ?σταση? και αποβολ?? μαγνητικ?ν πεδ?ων. Η ανακ?λυψη αυτ? κατατ?σσει αυτ? τα υλικ? ω? την τρ?τη μεγ?λη κατηγορ?α υψηλ?? θερμοκρασ?α? υπεραγ?γιμων υλικ?ν, μετ? τα οξε?δια του χαλκο? (cuprates) και τα σιδηροπυριτικ? συστ?ματα (iron-based superconductors). Η σημασ?α αυτ?? τη? εξ?λιξη? ?γκειται στο ?τι ανο?γει ν?ε? δυνατ?τητε? για την καταν?ηση των μηχανισμ?ν τη? υπεραγωγιμ?τητα?.

Η ομ?δα υπ? την ηγεσ?α του καθηγητ? Xue Qikun και του ερευνητ? Chen Zhuoyu αν?πτυξε μια πρωτοποριακ? τεχνικ? εναπ?θεση? οξειδ?ων σε ατομικ? κλ?μακα, η οπο?α επιτρ?πει την ακριβ? ρ?θμιση τη? χημικ?? σ?σταση? και την επ?τευξη υψηλ?? ποι?τητα? κρυσταλλικ?? δομ??. Με περισσ?τερα απ? 1.000 δοκιμασμ?να δε?γματα, οι επιστ?μονε? κατ?φεραν να ξεπερ?σουν τι? προκλ?σει? τη? δομικ?? αστ?θεια? και να δημιουργ?σουν ?ναν σταθερ? υπεραγωγ? σε συνθ?κε? περιβ?λλοντο?. Αυτ? η εξ?λιξη δημιουργε? β?σιμε? ελπ?δε? για την αν?πτυξη υλικ?ν υπεραγωγιμ?τητα? σε ακ?μη υψηλ?τερε? θερμοκρασ?ε?, ενδεχομ?νω? κοντ? στι? θερμοκρασ?ε? υγρο? αζ?του (-210 ?ω? -196 βαθμο? Κελσ?ου).

Επαναστατικ? τεχνολογ?α κατ?λυση? για την παραγωγ? υδρογ?νου

Παρ?λληλα, μια ?λλη κινεζικ? ερευνητικ? ομ?δα, απ? το Πανεπιστ?μιο τη? Κινεζικ?? Ακαδημ?α? Επιστημ?ν και το Πανεπιστ?μιο του Πεκ?νου, αν?πτυξε μια καινοτ?μο τεχνολογ?α κατ?λυση? που αυξ?νει σημαντικ? τη δι?ρκεια ζω?? και την αποδοτικ?τητα τη? παραγωγ?? υδρογ?νου. Η ν?α τεχνολογ?α, που δημοσιε?θηκε επ?ση? στο Nature, επιτρ?πει στου? καταλ?τε? πλατ?να? να λειτουργο?ν συνεχ?? για περισσ?τερε? απ? 1.000 ?ρε?, ξεπερν?ντα? ?να απ? τα σημαντικ?τερα εμπ?δια στη βι?σιμη παραγωγ? υδρογ?νου.

Το βασικ? πρ?βλημα με του? καταλ?τε? υψηλ?? απ?δοση? ε?ναι η ταχε?α απενεργοπο?ησ? του? λ?γω τη? κατ?ρρευση? τη? δομ?? και τη? απ?λεια? ενεργ?ν στοιχε?ων. Οι ερευνητ?? αντιμετ?πισαν αυτ? την πρ?κληση μ?σω τη? αν?πτυξη? εν?? νανοστρωματικο? "προστατευτικο? φρ?γματο?" απ? οξε?δια σπαν?ων γαι?ν, το οπο?ο καλ?πτει επιλεκτικ? τα λιγ?τερο χρ?σιμα σημε?α του φορ?α και προστατε?ει κρ?σιμε? καταλυτικ?? επιφ?νειε?. Σ?μφωνα με τα πειραματικ? δεδομ?να, η ν?α τεχνολογ?α π?τυχε ?ναν καταλυτικ? δε?κτη απ?δοση? (turnover number) που ξεπερν? τα 15 εκατομμ?ρια, διατηρ?ντα? παρ?λληλα σταθερ? λειτουργ?α για π?νω απ? 1.000 ?ρε?. Αυτ? η καινοτομ?α σηματοδοτε? ?να κρ?σιμο β?μα προ? τη μαζικ?, χαμηλο? κ?στου? παραγωγ? υδρογ?νου, ενισχ?οντα? τι? προοπτικ?? για την εκτεταμ?νη χρ?ση του ω? καθαρ? πηγ? εν?ργεια? στο πλα?σιο τη? παγκ?σμια? προσπ?θεια? καταπολ?μηση? τη? κλιματικ?? αλλαγ??.

Οι δ?ο αυτ?? ανακαλ?ψει? υπογραμμ?ζουν τη δυναμικ? τη? Κ?να? στην επιστημονικ? και τεχνολογικ? καινοτομ?α. Η αν?πτυξη ν?ων υπεραγ?γιμων υλικ?ν και η επαναστατικ? βελτ?ωση στην παραγωγ? υδρογ?νου φ?ρνουν την ανθρωπ?τητα ?να β?μα πιο κοντ? σε προηγμ?νε? ενεργειακ?? λ?σει? και αναδιαμορφ?νουν το πεδ?ο τη? υλικ?? επιστ?μη? και τη? ενεργειακ?? τεχνολογ?α?. Η συν?χιση τη? ?ρευνα? σε αυτο?? του? τομε?? ενδ?χεται να οδηγ?σει σε σημαντικ?? εφαρμογ?? στη βιομηχαν?α, τι? μεταφορ?? και τι? ενεργειακ?? υποδομ?? του μ?λλοντο?.