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迷你水桥“充电”形成水电池

 

15KV高压电场下形成的水桥,跨越了大约1cm的两个装满蒸馏水的烧杯

来自格拉茨技术大学的研究者与荷兰Wetsus研究中心的同事合作,采用浮动水桥法(floating water bridge)成功制造出了带电水。

“水桥”现象自19世纪被人们发现之后,就止步向前,陷入沉寂,直到2007年被格拉茨技术大学再度探索,又重现在科学研究领域。如果多次将水提纯达到极纯标准,放置在两个烧杯中通上高电压,水会向上逆流在两烧杯之间形成水桥。这种状态下的水是一种有着特殊密度和结构的全新物态。格拉茨技术大学的研究小组和荷兰Wetsus研究小组证实这种“水桥”产生带电水,并且能够短时间储存电荷。

质子的电荷

水不是靠电子,而是质子来充电的。这种新型水的电性正负取决于其含有较多或者较少的质子。研究表明在阳极水中,带有正电的水在电解过程中可以产生质子。这些质子(氢原子核)通过水桥流到另一个烧杯中带负电的阴极水中,然后被氢氧根离子中和。由于质子移动的速度始终是有限的,因此就导致了一侧烧杯中的质子相对于另一侧是过量的。

如果突然阻断水桥,质子充电的状态也会保持,这可以用阻抗频谱法来测定。初步研究表明,这种充电状态可以在一周之内保持稳定。

从水电池到低废料化学

当人们意识到这种水桥可以作为电化学和生物化学的反应器时,各种各样的工业应用之门可能就已经打开了。为了便于发生化学反应,物质可以引入到水桥中来和其他材料相接触,水可以成为电荷的载体,成为“水电池”。这样,酸和碱质就能够不依靠任何(酸和碱水中的)反离子产生。这对制造环境友好型清洗剂,减少化学过程中的浪费和开发医学应用新可能方面,都开辟出了一条崭新的道路。


新材料在线编译整理——翻译:蒋恒星      校正:摩天轮

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