Открытие позволит приблизиться к решению проблемы хранения водорода с использованием полностью нового метода.

Ученые выяснили, что обычно нереактивный, благородный газ ксенон под давлением соединяется с молекулярным водородом H2 и формирует ранее неизвестное соединение.

Устойчивое соединение ксенона и водорода было получено впервые.

Ксенон обладает некоторыми необычными свойствами, включая его использование в качестве анестезии, его способность сохранять биологические ткани и его использование в осветительных приборах. Кроме того, ксенон потому и назван благородным газом, что не вступает в реакцию ни с какими другими элементами. Так, по крайней мере, было до сих пор.

«Элементы изменяют конфигурацию, когда оказываются под давлением», сообщил Мэддари Сомаязулу из Геофизической лаборатории Карнеги. «Мы подвергали газовую смесь, состоящую из водорода и ксенона, воздействию высокого давления в камере алмазной наковальни. Под давлением, приблизительно в 41000 атмосфер атомы водорода образовали решетку с вкраплениями ксенона. С увеличением давления расстояние между парами ксенона сократилось».

Исследователи запечатлели соединение с помощью рентгенной дифракции, инфракрасной и спектроскопии Рамана. Когда ученые рассмотрели структуру поближе, они поняли, что за необычную стабильность в ответе было взаимодействие ксенона с окружающим водородом под давлением от 41000 до 255000 атмосфер.

«Мы были поражены стабильной структурой соединения», сказал ведущий кристаллограф Пржемек Дера. Поскольку электронная плотность атомов ксенона распространяется на окружающие молекулы водорода, это, кажется, стабилизирует все соединение и ксеноновые пары.

«Ксенон слишком тяжел и дорог, чтобы использовать его для хранения водорода», заметил Сомаязулу. «Однако, понимая, как это работает, ученые смогут придумать более легкую и дешевую замену».

Рисунок: Nature Chemistry. Схематическое изображение соединения Xe (H2)7. Свободно вращающиеся молекулы водорода (красные) окружают атомы ксенона (желтые).