Een team uit Canada en Japan heeft een baanbrekende prestatie geleverd: voor het eerst superfluïditeit waargenomen in moleculaire waterstof. Dit fenomeen, dat eerder alleen in helium werd gezien, houdt in dat een stof zonder weerstand stroomt, alsof de deeltjes niet interageren.
Superfluïditeit treedt op wanneer bepaalde vloeistoffen het absolute nulpunt naderen, een faseovergang ondergaan naar een toestand van nul viscositeit, waardoor hun gedrag fundamenteel verandert. "Deze ontdekking verdiept ons begrip van kwantumvloeistoffen en kan efficiëntere manieren inspireren om waterstof op te slaan en te transporteren voor schone energie", aldus professor Takamasa Momose van de Universiteit van British Columbia.
Om de uitdaging te overwinnen dat waterstof stolt bij -259 °C, ver boven het absolute nulpunt (-273,15 °C), sloot het team kleine clusters van waterstofmoleculen op in heliumnanodruppels, waardoor -272,25 °C werd bereikt. Vervolgens introduceerden ze een methaanmolecuul in de waterstofcluster en roteerden het met behulp van laserpulsen.
Het roterende methaanmolecuul diende als indicator: de wrijvingsloze rotatie signaleerde het superfluïde gedrag van de omringende waterstof. Inderdaad, met 15 tot 20 waterstofmoleculen in de cluster, roteerde het methaan zonder weerstand, wat de superfluïde toestand bevestigde.
Hoewel een directe toepassing niet onmiddellijk is, kan de wrijvingsloze stroom van superfluïde waterstof nieuwe technologieën inspireren voor waterstoftransport en -opslag, cruciaal voor het bevorderen van schone energieoplossingen. Waterstof, gebruikt in brandstofcellen die alleen water uitstoten, staat voor infrastructurele uitdagingen op het gebied van productie, opslag en transport. Deze ontdekking kan de weg vrijmaken voor praktische schone brandstofopties.