Nowe sposoby pozyskiwania wodoru do zasilania urządzeń oraz nietypowy siarczan srebra, który przyda się w farmacji lub oczyszczaniu ścieków - to, zdaniem środowiska naukowego, największe polskie osiągnięcia w dziedzinie chemii w tym roku.
Autorem obu prac jest dr hab. Wojciech Grochala z Uniwersytetu Warszawskiego.
Pracę dotyczącą nowego siarczanu srebra (II) opublikowano w styczniu. Grochala wraz ze współpracownikami znalazł sposób syntezy tego związku chemicznego. Od znanego to tej pory siarczanu jednowartościowego srebra (Ag2SO4), nowy związek (AgSO4) różni się wszystkimi istotnymi własnościami fizykochemicznymi.
"Jest to związek o barwie czarnej. Wszystkie pozostałe bezwodne siarczany metali są bardzo słabo zabarwione, mają bardzo delikatne kolory albo są bezbarwne. To oznacza, że bardzo słabo pochłaniają promieniowanie widzialne, najczęściej absorbują promieniowanie ultrafioletowe. Siarczan srebra (II) - w przeciwieństwie do nich - absorbuje już promieniowanie w zakresie średniej podczerwieni" - tłumaczył PAP Grochala.
Drugą niezwykłą cechą uzyskanego związku jest jego bardzo silny magnetyzm. "Wykazuje on bardzo silne tzw. sprzężenie antyferromagnetyczne, które występuje nawet w temperaturze +100 st. Celsjusza. Żaden inny siarczan się tak nie zachowuje" - mówił naukowiec.
Trzecia z wyjątkowych cech odnosi się bardziej do właściwości chemicznych - nowy związek to bardzo silny utleniacz. "Dzięki temu można będzie go wykorzystywać w rozmaitych reakcjach utleniania, np. w farmacji do tworzenia leków albo do utylizacji ścieków" - wyjaśniał Grochala. Jak zaznaczył, gdyby siarczan srebra (II) udało się ponadto zamienić w wysokotemperaturowy nadprzewodnik, to znalazłby on olbrzymią liczbę zastosowań.
W pracach badawczych nad nowym związkiem brało udział siedmiu naukowców, wśród nich chemicy z Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Jagiellońskiego i naukowcy z trzech słoweńskich instytutów naukowych. Wyniki badań zostały opublikowane jako "Very Important Paper" w prestiżowym czasopiśmie "Angewandte Chemie. International Edition".
Z kolei współpraca zespołu Grochali z Uniwersytetem Duisburg-Essen w Niemczech zaowocowała odkryciem związków chemicznych, które, po odpowiedniej modyfikacji, pozwolą na wykorzystanie powszechnie używanego w przemyśle chemicznym borowodorku sodu, jako "magazynu wodoru". Praca na ten temat ukazała się w październiku.
Dzięki temu odkryciu możliwe jest, że niebawem w baku samochodu o napędzie wodorowym, zamiast czystego gazowego wodoru znajdzie się proszek, z którego po podgrzaniu wydzielałyby się duże ilości wodoru, potrzebne do zasilania ogniw elektrycznych. Aby to było możliwe, potrzebny jest właściwy katalizator, czyli druga substancja, które umożliwi podgrzanemu borowodorkowi rozłożyć się, a tym samym "wypuścić" zawarty w nim wodór. Naukowcom udało się też sprawić, że dzieje się to w stosunkowo niskiej temperaturze.
"Stałe borowodorki najczęściej rozkładają się w bardzo wysokich temperaturach, rzędu 400 stopni Celsjusza. Nam udało się sprawić, że reakcja zachodzi już w temperaturze około 130-140 stopni Celsjusza, co jest bliższe realnym zastosowaniom technologicznym" - tłumaczył PAP Grochala.
Jak powiedział, naukowcy skupili się też na tym, aby katalizator był tańszy niż przeważnie stosowane w różnych procesach chemicznych katalizatory zawierające kosztowne metale - rod, iryd czy platynę. Zamiast nich postanowili wykorzystać tani i powszechnie dostępny nikiel.
Substancja ta nie jest jeszcze katalizatorem o odpowiednich właściwościach, ale naukowcy oceniają, że najważniejszy krok już został zrobiony, bo chemicy poznali metodę tworzenia i modyfikowania tego typu związków chemicznych. Udoskonalenie katalizatora nie powinno więc być trudne. (PAP)
ekr/ ula/ tot/ gma/
