Los antiguos alquimistas dedicaron su vida a intentar convertir el plomo en oro, y hace unos días un grupo de investigadores de Harvard lo publicó en la prestigiosa revista Science. Un estudio que bien podría clasificarse como una hazaña de la alquimia moderna. Para lograr nada más y nada menos que la transición del gas hidrógeno al hidrógeno metálico.
¿Y por qué la “conversión” de hidrógeno gaseoso en hidrógeno metálico es un logro alquímico?
Un poco más de información sobre el hidrógeno nos ayudará a comprenderlo mejor. El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica y el más ligero, es el elemento químico más abundante del universo y se presenta en su forma diatómica H2 como gas a temperatura ambiente. El hidrógeno es líquido a -253 ° C y sólido a -259 ° C, temperaturas muy cercanas al cero absoluto de -273,15 ° C.
La producción de hidrógeno metálico solo se había descrito teóricamente hace poco más de ochenta años. Los estudios teóricos predijeron que la formación de hidrógeno metálico requeriría el uso de presiones extremadamente altas cercanas a los 25 gigapascales (25.000.000.000 de pascales). Es posible que ahora se esté preguntando si eso es mucho o poco. Bueno, la presión atmosférica al nivel del mar es de aproximadamente 101,325 Pascal. Esta es la presión que nuestro cuerpo ejerce sobre la superficie de la tierra. La presión en la Fosa de las Marianas las fosas oceánicas más profundas Con una profundidad de aproximadamente 11 km es 108,600,000 Pascal, que es un poco más de 1000 veces la presión atmosférica. La presión estimada para la producción de hidrógeno metálico es 230 veces mayor que en la Fosa de las Marianas y unas 230,000 veces mayor que la atmosférica. presión. Por lo tanto, se creía en ese momento que nunca sería posible verificar si era posible generar hidrógeno metálico.
Parece que las estimaciones teóricas se quedaron cortas. Los investigadores de Harvard tuvieron que ejercer presión desde 495 gigapascales !!! para lograr la hazaña.
Proceso de formación de hidrógeno metálico.
Para lograr presiones tan altas, fue necesario comprimir hidrógeno sólido entre las puntas aplanadas de dos diamantes sintéticos. Para evitar que los diamantes se agrieten, las puntas se han pulido cuidadosamente para eliminar las imperfecciones de la superficie, se han calentado para eliminar la tensión interna residual y se han recubierto con óxido de aluminio, una combinación extremadamente dura de aluminio y oxígeno que evita que el hidrógeno se filtre.
A presiones relativamente bajas, el hidrógeno sólido comprimido era transparente. A medida que aumentaba la compresión, comenzó a volverse opaco y negro y, a 495 Gpa, el hidrógeno se volvió brillante y reflectante, lo que indica su conversión en metal. Los investigadores responsables del hallazgo creen que el hidrógeno metálico, una vez generado, podría ser estable a temperaturas y presiones ambientales.
Pero … ¿Se produjo realmente hidrógeno metálico? Dudas y posibles aplicaciones.
La publicación del trabajo despertó un gran interés, pero también desató una gran polémica en la comunidad científica. Algunos expertos creen que el hallazgo podría deberse a un error y que el brillo metálico podría deberse a los óxidos de aluminio que recubren la superficie del diamante, en lugar de al hidrógeno. Las presiones utilizadas en el experimento también han sido cuestionadas ya que los investigadores de Harvard aparentemente no tomaron suficientes medidas durante el proceso. Incluso antes de que se publicaran los resultados, se dijo que las condiciones en las que se llevó a cabo el experimento podrían dar lugar a resultados falsos positivos.
Cuando finalmente se confirme que se ha producido hidrógeno metálico, es posible que estemos ante uno de los mayores avances de la historia. Y si bien todavía estaríamos en un estado muy prematuro, las posibles aplicaciones podrían revolucionar los sectores energético y aeroespacial. Es posible que se produzcan cables superconductores que puedan transportar electricidad sin ninguna pérdida de energía. Actualmente, hasta el 15% de la energía se pierde por disipación de energía. El transporte también podría cambiar radicalmente si se crean trenes de levitación magnética de alta velocidad y coches eléctricos de alta eficiencia. Los autores del trabajo también creen que se podrían desarrollar combustibles para cohetes mucho más potentes que permitirían viajar mayores distancias en el espacio en menos tiempo.