Bildning av bubblor vid elektroderna under elektrolys (kan ses i a och b). Situationer c, d, och e visar bildandet av både väte och syre till vänster, enbart väte i mitten och enbart syre till höger. Situation e visar att förbränning sker till vänster. Inga bubblor kan ses på elektroderna.
(PhysOrg.com) -- Nanometerstora bubblor som innehåller gaserna väte och syre kan tydligen självantända, även om inget händer i större bubblor. För första gången, forskare vid University of Twentes MESA+ Institute for Nanotechnology har visat denna spontana förbränning i en publikation i Fysisk granskning E . De tänker använda fenomenet för att konstruera en kompakt ultraljudshögtalare.
Att en våldsam reaktion äger rum framgår redan av skadorna på elektroderna med vilka reaktionen initieras. Dessa elektroder används för att tillverka väte och syre genom elektrolys, på vanligt sätt, i en ultraliten reaktionskammare. Om plus- och minuspolerna växlas kontinuerligt, små bubblor som innehåller båda gaserna uppstår.
Frekvensen med vilken polerna alterneras bestämmer storleken på bubblorna:ju högre frekvens, desto mindre bubblor. Förbränning sker endast i bubblor som är mindre än 150 nanometer (en nanometer är en miljondels millimeter); ingenting händer i större bubblor. Tidiga experiment i mikroreaktorer visade också att ingenting hände i större bubblor; värmen kan avledas till den större inre ytan.
Meter per sekund
Forskaren Vitaly Svetovoy arbetade med konstruktionen av ett manöverdon för att snabbt bygga tryck när han stötte på detta fenomen. Sådana ställdon är, till exempel, används i högtalare för ultraljudsfrekvenser som inte kan detekteras av det mänskliga örat i den medicinska världen. Ingen av de mekaniska tekniker som finns tillgängliga för närvarande är lämpliga för att göra en mycket kompakt högtalare av detta slag och ändå uppnå en "avböjning" på meter per sekund på denna skala. Svetovoy tänkte, dock, att det kan vara möjligt genom att bygga upp tryck med bubblor. Problemet var att bubblorna kunde göras väldigt snabbt men att de inte försvann tillräckligt snabbt. Den förbränningsreaktion som nu har visats kan lösa detta problem. Men det orsakar andra problem också, som skador på elektroderna. "Det är vad vi nu måste titta på", sa Svetovoy.
Denna forskning utfördes av Prof. Miko Elwenspoeks grupp för transducervetenskap och teknik vid University of Twentes MESA+ Institute for Nanotechnology.
Artikeln "Förbränning av väte-syreblandning i elektrokemiskt genererade nanobubblor" av Vitaly Svetovoy, Remko Sanders, Theo Lammerink och Miko Elwenspoek medverkade i Fysisk granskning E den 23 september 2011.
