Někdy se řešení těžkých problémů může ukázat jako docela základní. To platí zejména pro tým výzkumníků z Brookhavenské národní laboratoře, kde se ukázalo, že řešení těžkého problému je nejen docela základní, ale také trochu kyselé.

Těžkým problémem, na kterém pracovali, bylo, jak skladovat vodíkové palivo. Plynný vodík (H2) je čisté a výkonné palivo, ale je také extrémně lehký, což znesnadňuje a prodražuje jeho skladování. Obvykle se uchovává ve vysokotlakých nádržích, ačkoli vědci z jiné laboratoře nedávno našli možný způsob, jak jej uchovávat v přirozeně vytvořených zmrzlých klecích.

V článku publikovaném 18. března v časopise Nature Chemistry brookhavenští vědci pod vedením chemičky Etsuko Fujity oznámili, že našli bezpečný a reverzibilní způsob, jak uchovávat vodík za mírných (a proto snad mnohem úspornějších) podmínek, a to pomocí nově vyvinutého katalyzátoru.

Její práce začala tím, že se na kyseliny a zásady podívali netradičním způsobem – jako na potenciální nosiče vodíkového paliva. Studenti se často učí o kyselinách a zásadách v rámci svých vědeckých projektů. Díky „vulkanické“ reakci octa (mírná kyselina) a jedlé sody (mírná zásada) se mnoho studentů začalo zajímat o přírodní vědy. To platilo i pro Jonathana Hulla, vedoucího výzkumného pracovníka této práce, kterého zaujalo, když viděl, jak podobná reakce vyfukuje zátky z lahví od vína.

Mnoho kyselin a zásad jsou však ve skutečnosti vodnaté roztoky plné vodíku. V kyselém roztoku se atomy vodíku volně potulují. Obvykle jim také chybí elektron, což jim dává kladný náboj (atomy a molekuly s kladným nebo záporným nábojem se nazývají ionty). V zásaditém roztoku jsou atomy vodíku obvykle spojeny s něčím jiným, s nějakým záporným iontem. A ano, když spolu reagují kyselina a zásada, obvykle vytvoří něco neutrálního, například vodu.

Katalyzátor vytvořený výzkumníky v Brookhavenské laboratoři spojuje plynný vodík a oxid uhličitý a „ukládá“ vodík spojený (adukovaný) s oxidem uhličitým v mírně zásaditém roztoku. Reakci lze zvrátit – a vodíkové palivo uvolnit – přidáním trochy kyseliny. Celý proces lze spustit a snadno zvrátit ve vodném roztoku za mírných teplot a tlaků bez toxických vedlejších produktů a rychleji než jakýkoli předchozí katalyzátor.

Nový katalyzátor Brookhavenské laboratoře by se tak v budoucnu mohl používat ve vozidlech na vodíkové palivo, i když bude třeba dalších testů, aby se zjistilo, zda jej lze ekonomicky rozšířit na průmyslovou výrobu. Možná se objeví i v jiných vysoce výkonných systémech – to ukáže čas a technologie.

Tento nový katalyzátor ukazuje to nejlepší z práce národních laboratoří: výzkumníci se ujímají skutečně náročných problémů a nacházejí základní (a někdy mírně kyselá) řešení.