L'absorption d'hydrogène transforme le palladium en un quasi liquide

Voici une curieuse expérience impliquant le palladium, le rare métal argenté bien connu pour sa capacité à absorber l'hydrogène. Lorsqu'il est saturé, le rapport hydrogène/palladium peut atteindre 0,6, c'est pourquoi le métal est utilisé pour filtrer et même stocker l'hydrogène.

Il est facile d'imaginer que le mouvement des atomes d'hydrogène dans et hors du réseau métallique a peu d'effet sur le matériau. Mais cela s'avère faux, comme Akio Kawasaki de l'Université de Tokyo et ses amis l'ont découvert lorsqu'ils ont décidé de tester l'idée.

Les scientifiques des matériaux savent depuis un certain temps que le palladium se dilate lorsqu'il absorbe de l'hydrogène et se rétrécit lors de la désorption. Ce qu'ils ne savaient pas jusqu'à présent, c'est l'impact de ce processus sur le métal.

Kawasaki et co ont attaché une plaque rectangulaire de palladium de la taille d'un bâton de gomme sur le côté d'une chambre de sorte qu'elle dépasse horizontalement. Ils l'ont ensuite chauffé à 150 degrés C et ont accroché le poids d'une pomme au bout de l'assiette. Enfin, ils ont pompé de l'hydrogène dans la chambre et ont attendu que le métal l'absorbe.

À leur grande surprise, le palladium s'est immédiatement affaissé sous le poids et a continué à s'affaisser pendant que l'hydrogène était pompé hors de la chambre et que le gaz était désorbé. (En revanche, lorsqu'ils suspendaient la plaque verticalement avec le poids suspendu en dessous, il n'y avait presque aucun étirement.)

On ne peut échapper à la conclusion que l'hydrogène prive en quelque sorte le palladium de sa force, mais d'une manière très spécifique.

C'est un résultat quelque peu inattendu mais que Kawasaki et ses collègues pensent pouvoir expliquer.

À l'état pur, le réseau de palladium a une structure cubique au centre de la face, mais cela doit changer pour permettre autant d'hydrogène à bord. Les scientifiques des matériaux savent que lorsque cela se produit, il peut adopter deux autres structures appelées phases alpha et bêta ainsi qu'un mélange de ces phases.

La conclusion de Kawasaki est que lors de ce changement, les atomes de métal ne sont ni maintenus dans une structure solide rigide ni capables de se déplacer de manière entièrement aléatoire non plus. Cela le rend un peu comme un liquide. En fait, les physiciens appellent ce type de matériau un quasi-liquide.

Donc, ce qu'ils ont, c'est un matériau qu'ils peuvent transformer à volonté en un quasi-liquide. Cela devrait susciter l'intérêt des scientifiques des matériaux. La prochaine étape sera d'étudier le changement en utilisant diverses techniques telles que la diffraction des rayons X et peut-être la RMN qui devrait révéler ce qui arrive à une substance lorsqu'elle passe d'un solide à un quasi-liquide.

En ce qui concerne les applications, on ne sait pas exactement où un tel quasi-liquide pourrait être utilisé à bon escient. Suggestions dans les sections de commentaires s'il vous plaît.

Réf : arxiv.org/abs/1011.2776 : Déformation anormale des plaques de palladium par une petite force gravitationnelle pendant l'absorption et la désorption d'hydrogène

cacher