Группа исследователей из МФТИ с коллегами из Китая и США теоретически обосновала возможность синтеза нового соединения водорода с валовой формулой H6O. Это вещество должно образовываться при сжатии воды до 400 тысяч атмосфер. А если его удастся стабилизировать при меньших давлениях, оно сможет стать практически идеальным топливом.
Детали исследования представлены в статье, которая принята к публикации в журнале Scientific Reports. Ведущий автор, руководитель научной группы Артем Оганов рассказал, что ведется поиск стабильности этого вещества при более низких давлениях, чем в лабораторных условиях. "В этой работе мы предсказали существование материала с формулой Н2О*2Н2, в котором 18 вес.% легко отделяемого водорода, то есть, материал крайне энергоемкий. Кроме того, он экологически безопасен - при горении такого топлива будет образовываться водяной пар. Проблема лишь в том, что для создания этого вещества нужно давление в 400 тыс. атмосфер (40 ГПа) - в лаборатории такие давления создать легко, но объем синтезируемого материала будет слишком малым для применения (порядка 1000 куб. микрон). Если удастся понизить давление синтеза этого материала хотя бы до 10 тыс. атмосфер, мы получим революционный топливный материал для автомобилей и ракет."
Новое соединение, предсказанное Артемом Огановым при помощи разработанного им же метода USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtalloraphy), на молекулярном уровне представляет собой объемную решетку из молекул воды с молекулами водорода внутри ячеек. Метод USPEX предполагает моделирование химических соединений «из первых принципов». Атомы индивидуально моделируются как квантовые объекты, а не рассматриваются как твердые сферы с заранее заданными параметрами. Это обеспечивает более высокую точность, но требует значительных вычислительных ресурсов — поэтому создание экономичного (с точки зрения вычислительных ресурсов), с достаточно широкой сферой применения и корректного алгоритма для моделирования молекулярной структуры является нетривиальной задачей.
Подход, предложенный Артемом Огановым и его группой, позволяет моделировать как сравнительно простые вещества вроде хлорида натрия, так и сложные органические молекулы. С помощью USPEX уже удалось показать, что хлориды щелочных металлов (NaCl , обычная поваренная соль, — один из них) при высоком давлении переходят в ранее неизвестные вещества с необычной атомной структурой.
Подготовлено по материалам сайта МФТИ:
http://mipt.ru/news/Oganov_H6O
