Ve světě vědy a technologie se odehrává průlom, který má potenciál radikálně změnit naše chápání a využití vodíku. Výzkumný tým složený z expertů z Karlovy univerzity, IT4Innovations na VŠB – Technické univerzitě Ostrava a Akademie věd České republiky dosáhl významných výsledků ve studiu interakce aktinidů s vodíkem. Tyto poznatky byly nedávno publikovány v prestižním časopise Reports on Progress in Physics, což představuje významný mezník v oblasti výzkumu.

Ladislav Havela z Karlovy univerzity, Dominik Legut z IT4Innovations a Jindřich Kolorenč z Akademie věd ČR se zaměřili na prozkoumání fyzikálních vlastností hydridů aktinidů a jejich vzájemné interakce s vodíkem. Tento zájem vyplývá zejména z potřeby lépe porozumět procesům, které se odehrávají při vstupu vodíku do kovů, což může mít jak pozitivní, tak negativní důsledky.

Jedním z klíčových objevů je, že uran a plutonium ve formě hydridů vykazují feromagnetismus, což je vlastnost, která se většinou objevuje pouze při superkritických vzdálenostech mezi dvěma nejbližšími atomy uranu. Tento objev nabízí nové možnosti pro výzkum a využití těchto materiálů v praxi.

Výzkum také odhalil, že sloučeniny aktinidů s vodíkem, jako je například LaH10, vykazují superkonduktivitu při teplotách až 260 K, avšak za extrémně vysokých tlaků, což představuje 180 GPa. Tento objev otevírá dveře k dalšímu průzkumu úlohy vodíku a aktinidů v mechanismu superkonduktivity.

Zajímavostí je, že výzkum se neomezuje pouze na teoretické poznatky. Výzkumníci se snaží aplikovat svá zjištění i v praxi, například v oblasti jaderné fúze, kde může být uranový kov používán pro skladování a uvolňování tritia, klíčového izotopu pro fúzní reakce.

Studie dále ukazuje, že vkládání atomů vodíku do meziprostorů krystalové mřížky uranu vede k jejímu rozpínání a přenosu náboje, což může mít významné důsledky pro vývoj nových materiálů a technologií.

Rozumění interakci mezi aktinidy a vodíkem může mít široké aplikace, včetně vývoje lepších skladovacích systémů pro vodík, což je klíčové pro jeho využití jako čistého zdroje energie. Vodík, který se dlouho jevil jako slibný, ale technicky náročný zdroj energie, by tak mohl být krok blíže k širšímu využití.

Výzkum navíc přispívá k porozumění fundamentálním fyzikálním procesům, které mohou vést k novým objevům v řadě dalších oblastí, od materiálové vědy po chemii a energetiku.

Tým vědců se tak staví do čela výzkumu, který by mohl přinést revoluční změny v oblasti energetiky a materiálové vědy. Jejich práce zdůrazňuje význam spolupráce mezi akademickými institucemi a potenciál, který vodík jako element nabízí pro budoucnost.

Tento výzkum nejenže představuje významný přínos k vědecké komunitě, ale také slibuje vytvoření základu pro inovace, které by mohly zásadně změnit naše energetické systémy a přispět k ochraně životního prostředí. Vědci a inženýři nyní stojí před výzvou, jak tato zjištění přetavit do praktických aplikací, které by mohly vést k vyšší efektivitě, bezpečnosti a udržitelnosti v energetice.

Grafika a text zdroj: https://www.avcr.cz/export/sites/avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/avex/files/2024-01.pdf

Foto generováno AI