Кометы подсказали, как углекислый газ превратить в кислород

На модерации Отложенный

Проблема выработки и обнаружения молекулярного кислорода, пригодного для дыхания человека, в космосе является одной из наиболее актуальных. И ученым из Калифорнийского технологического института удалось показать, что в Солнечной системе существуют естественные генераторы такого кислорода. Кометы, которые представляют из себя настоящие химические лаборатории, вырабатывают кислород из гораздо более распространенного вещества – углекислого газа. 

Ученые пытались разобраться, почему зачастую в спектре газов, покидающих кометы, фиксируется молекулярный кислород. Одним из механизмов является бомбардировка на высокой скорости испаряющейся водой других материалов, например, оксидов. В результате происходит разрыв молекулы, водород ее покидает, оставляя молекулярный кислород. Однако ученым было интересно, может ли распространенный углекислый газ приводить к образованию кислорода по такой же физической схеме. Сложность в том, что в молекуле углекислого газа два атома кислорода находятся в линии с атомом углерода, находясь на разных его сторонах. 

При ударе такая молекула распадается на три атома, либо на один атом кислорода и монооксид углерода.

Только в пяти процентах случаев во время удара молекула изгибается, и два атома кислорода оказываются рядом. Однако энергетически такое состояние нестабильно, почти мгновенно такая молекула распадается, но при этом оказавшиеся рядом атомы кислорода могут провзаимодействовать, создав молекулу кислорода. Авторы исследования построили своеобразный ускоритель, через который прогоняли атомы углекислого газа, бомбардируя ими золотую фольгу, чтобы исключить взаимодействие кислорода с материалом.

В результате искомая реакция была получена, правда, она пока довольно неуверенная: атом кислорода формировался в 65 случаях на 10 тысяч. Но сам механизм показан, поэтому при совершенствовании технологии можно добиться лучшего результата и тем самым в перспективе получать кислород напрямую из углекислого газа.

Источник: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-10342-6