影》奈米科學大突破 首次拍攝氫氧原子合成水的畫面
20:592024/10/03 中時新聞網 江飛宇
我們都知道「氫與氧結合成水」，現在科學家把這個基礎化學常識推升到新的境界：把過
程拍攝下來。同時，這個實驗也發明了一種新的造水方法。
新阿特拉斯(New Atlas)報導，眾所周知，一種名為鈀(化學符號Pd)的稀有元素，是將氣
態氫和氧轉化為水的良好催化劑，但是具體的工作原理仍知之甚少。因此，在這項新研究
中，美國西北大學(Northwestern University)的研究人員使用了一種新開發的觀測技術
，來瞭解化學反應期間的分子細節。
他們將鈀樣品放入蜂窩狀奈米反應器中，並用超薄膜玻璃包裹。然後，引入氣體。再利用
「高真空透射電子顯微鏡」(High-vacuum transmission electron microscopes)進行觀
察。
研究團隊看到氫原子進入鈀，擴大了鈀原本的方形晶格。但隨後加入氧氣後，鈀的表面逐
步形成微小的水泡，這就是氫氧結合的過程。
研究人員Yukun Liu表示：「我首次看到時，簡直不敢相信自己的眼睛，這超出了我們的
預期，我們認為這可能是迄今為止，直接觀察到的最小顆水滴。幸運的是，整個過程都被
錄製下來，這樣我們就可以向其他人證明我們沒有瘋。」
由此產生的影片很有趣，為我們提供了一個直觀奈米級反應的影象，也證明了我們在小學
自然課學到的反應，這非常有教育意義。
同時，利用鈀來生水也有實際應用價值。過進一步的實驗，研究小組找到了使用鈀生產水
的最佳方法。先加入氫氣，再加入氧氣，反應速率最快。氫原子會先擠入鈀金屬的晶格中
，後添加的氧氣，出現在鈀表面時，氫氣會自行出來，並與氧氣化合成水。
這是一種生產水的新方法。該研究的資深作者德拉維德 (Vinayak Dravid)說：「可還記
得電影《絕地救援》(The Martian，也譯火星救援)當中，麥特戴蒙 (Matt Damon) 飾演
的馬克華特尼 (Mark Watney)，他受困在火星上，為了種馬鈴薯，他燃燒火箭燃料來提取
氫氣，然後從他的氧合器中添加氧氣。我們的過程是類似的，只是我們這個方法不需要燃
燒，也就不會遇到麥特戴蒙被炸飛的場景。」
「我們只要先將氫氣填充進鈀片裡，然後將它們裝載到太空船上，並根據需要添加氧氣，
就可以產生飲用水。」
「鈀金屬可能看起來很貴，但它是可回收的，整個製水的流程不會消耗它。唯一消耗的是
氣體，而氫是宇宙中最豐富的氣體。反應結束後，我們可以不斷反覆的使用鈀片。」
當然，這還有很長的路要走，現實中可能不太現實。但在不久的將來，它仍然可以在地球
上找到用途。
https://www.chinatimes.com/realtimenews/20241003004548-260408?chdtv
備註:
只要鈀當催化劑就能生成水
不用其他外部能量加入?
鈀也不會損失?