Boston – Fast ein Jahrhundert, nachdem die Existenz von metallischem Wasserstoff theoretisch vorhergesagt wurde, haben Forscher aus Harvard diesen erstmals in der Praxis hergestellt. Damit ist die Produktion eines der potenziell wertvollsten Materialien der Welt gelungen. Das Anwendungsspektrum ist breit. So kann es unter anderem als Supraleiter bei Raumtemperatur oder als Raketentreibstoff der Zukunft genutzt werden.
«Heiliger Gral der Physik»
«Das ist der Heilige Gral der Hochdruck-Physik», erklärt Isaac Silvera, einer der Leiter am aktuellen Projekt. «Es ist die erste Probe eines metallischen Wasserstoffs auf der Erde», fügt er hinzu. Entwickelt haben die Forscher metallischen Wasserstoff, indem sie Wasserstoff mit 495 Gigapascal zusammengepresst haben – ein Druck, der grösser ist als am Mittelpunkt der Erde. Unter solchen Druckverhältnissen brechen auch die stabilen Wasserstoff-Molekularstrukturen auseinander und transformieren zu atomaren Hydrogenen, die Metalle sind.
«Eine Vorhersage, die wichtig ist, ist diejenige, ob die metallischen Hydrogene metastabil sind», so Silvera. Das heisst, dass auch bei verringertem Druck die Struktur metallisch bleibt – eine Voraussetzung für die Anwendung des Materials als Supraleiter bei Zimmertemperatur. Mit heutigen Supraleitern werden 15 Prozent der Energie durch Verschwendung während der Transmission vergeudet. «Wenn man jedoch elektrische Leitungen aus diesen Material fertigen kann, könnte diese Verschwendung bald ein Ende haben», unterstreicht Silvera.
Nutzbare Vielseitigkeit
Aber auch die genauere Erforschung des Weltalls könnte mit dem Material einen neuen Entwicklungsschub erhalten. «Es bedarf riesiger Energie, um metallisches Hydrogen zu erzeugen. Wenn man es jedoch wieder in molekulares Hydrogen zurückverwandelt, wird diese Energie wieder frei», erklärt Silvera. Im Vergleich zu den stärksten Treibstoffen, die Raketen heute antreiben, würde die Kraft des metallischen Wasserstoffs rund viermal so stark sein. (pte/mc/ps)
