影》奈米科学大突破 首次拍摄氢氧原子合成水的画面
20:592024/10/03 中时新闻网 江飞宇
我们都知道“氢与氧结合成水”，现在科学家把这个基础化学常识推升到新的境界：把过
程拍摄下来。同时，这个实验也发明了一种新的造水方法。
新阿特拉斯(New Atlas)报导，众所周知，一种名为钯(化学符号Pd)的稀有元素，是将气
态氢和氧转化为水的良好催化剂，但是具体的工作原理仍知之甚少。因此，在这项新研究
中，美国西北大学(Northwestern University)的研究人员使用了一种新开发的观测技术
，来了解化学反应期间的分子细节。
他们将钯样品放入蜂窝状奈米反应器中，并用超薄膜玻璃包裹。然后，引入气体。再利用
“高真空透射电子显微镜”(High-vacuum transmission electron microscopes)进行观
察。
研究团队看到氢原子进入钯，扩大了钯原本的方形晶格。但随后加入氧气后，钯的表面逐
步形成微小的水泡，这就是氢氧结合的过程。
研究人员Yukun Liu表示：“我首次看到时，简直不敢相信自己的眼睛，这超出了我们的
预期，我们认为这可能是迄今为止，直接观察到的最小颗水滴。幸运的是，整个过程都被
录制下来，这样我们就可以向其他人证明我们没有疯。”
由此产生的影片很有趣，为我们提供了一个直观奈米级反应的影象，也证明了我们在小学
自然课学到的反应，这非常有教育意义。
同时，利用钯来生水也有实际应用价值。过进一步的实验，研究小组找到了使用钯生产水
的最佳方法。先加入氢气，再加入氧气，反应速率最快。氢原子会先挤入钯金属的晶格中
，后添加的氧气，出现在钯表面时，氢气会自行出来，并与氧气化合成水。
这是一种生产水的新方法。该研究的资深作者德拉维德 (Vinayak Dravid)说：“可还记
得电影《绝地救援》(The Martian，也译火星救援)当中，麦特戴蒙 (Matt Damon) 饰演
的马克华特尼 (Mark Watney)，他受困在火星上，为了种马铃薯，他燃烧火箭燃料来提取
氢气，然后从他的氧合器中添加氧气。我们的过程是类似的，只是我们这个方法不需要燃
烧，也就不会遇到麦特戴蒙被炸飞的场景。”
“我们只要先将氢气填充进钯片里，然后将它们装载到太空船上，并根据需要添加氧气，
就可以产生饮用水。”
“钯金属可能看起来很贵，但它是可回收的，整个制水的流程不会消耗它。唯一消耗的是
气体，而氢是宇宙中最丰富的气体。反应结束后，我们可以不断反复的使用钯片。”
当然，这还有很长的路要走，现实中可能不太现实。但在不久的将来，它仍然可以在地球
上找到用途。
https://www.chinatimes.com/realtimenews/20241003004548-260408?chdtv
备注:
只要钯当催化剂就能生成水
不用其他外部能量加入?
钯也不会损失?