Empa ist supraleitendem Metallhydrid auf der Spur

05. Februar 2020 11:49

Dübendorf ZH - Eine internationale Gruppe von Forschern unter Beteiligung der Empa-Abteilung Advanced Analytical Technologies in Dübendorf und der Universität Zürich hat eine theoretisch bisher ausgeschlossene Dichte von Wasserstoffatomen in einem Metallhydrid nachgewiesen. Sie könnte einen neuen Supraleiter ermöglichen.

In Metallen enthaltener Wasserstoff beeinflusst deren elektronische Eigenschaften, erläutert die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in einer Mitteilung. Eine sehr hohe Anordnung kann dem Material supraleitende Eigenschaften verleihen, heisst es dort weiter. Leider bildet sich diese in bisher untersuchten Materialien jedoch erst bei extrem hohem Druck heraus.

„Jahrzehntelang bestand der ,heilige Gral‘ für Wissenschaftler darin, ein Material zu finden, das bei Umgebungstemperatur und -druck supraleitend ist, so dass Ingenieure es in konventionelle elektrische Systeme und Geräte einbauen können“, wird Rus Hemley von der Universität Illinois in Chicago in der Mitteilung zitiert. Er gehört zu den Wissenschaftler, die eine unerwartet hohe Dichte von Wasserstoffatomen in Zirkonium-Vanadium-Hydrid nachweisen konnten. Mit einem Abstand von 1,6 Angström bilden die Wasserstoffatome des Metallhydrids „die erste bekannte Ausnahme vom sogenannten Switendick-Kriterium“, wird in der Mitteilung erläutert. Es besagt, dass der Abstand zwischen zwei Wasserstoffatomen in einem stabilen Hydrid bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck nie kleiner als 2,1 Angström ausfallen kann. 

„Eine wichtige Frage ist nun, ob der von uns beobachtete Effekt speziell auf Zirkonium-Vanadium-Hydrid beschränkt ist oder nicht“, wird Andreas Borgschulte von der Empa-Abteilung Advanced Analytical Technologies in der Mitteilung zitiert. „Die kleineren Abstände zwischen den Atomen könnten es ermöglichen, deutlich mehr Wasserstoff in das Material zu packen – bis zu einem Punkt, an dem es bei Raumtemperatur und Normaldruck zum Supraleiter werden könnte, heisst es in der Mitteilung. Borgschulte und seine Forscherkollegen wollen nun herausfinden, wieviel Wasserstoff in dem Metallhydrid gespeichert werden kann. hs

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