由阿爾特姆·奧加諾夫教授領導的 Skoltech 的一組研究人員與中國吉林大學的科學家合作，發現了一種獨特的化合物——氫化锶 SrH22。它含有創紀錄的氫氣量，在 80-140 GPa（約 100 萬個大氣壓）的壓力下保持穩定。所得化合物含有能夠攜帶電荷的移動氫原子。

锶

對多氫化物——高含氫化合物——的“獵殺”始于 2015 年，當時來自德國的一組科學家通過實驗證明，在 150 GPa 的壓力下，氫化硫 H2S 會變成一種新化合物——三氫化硫 H3S，事實證明，它是一種高溫超導體，在 203 開爾文（-70 攝氏度）的創紀錄溫度下會失去電阻。與已知的超導體相比，這是一個相當顯着的溫度升高。

“研究這些‘奇怪’化合物的最終目标是确定那些在接近室溫、至少在高壓下、甚至在低壓下更好的超導化合物。一些迄今為止已知的最好的高溫超導體，例如 YH6 和 (La,Y)H10，已經在我們的實驗室中使用 USPEX 算法進行了研究。 . 對于化學元素的任何組合，它決定了哪些化合物是穩定的以及它們形成了哪些結構。

在這項新工作中，科學家們轉向锶，看看它是否能形成穩定的多氫化物。USPEX 算法理論上預測穩定的 SrH22 化合物應存在于 80-140 GPa 的壓力下。吉林大學黃曉麗教授和崔田教授的研究團隊進行了一項實驗，通過将分子氫摻雜锶，即添加少量這種金屬作為雜質來合成這種化合物。為了确認實驗中穩定的多氫化锶的形成，科學家們使用 X 射線衍射分析檢查了它的晶格。得到的圖片完全符合SrH22的晶體結構。

實驗示意圖：在 100 GPa 的壓力下，锶和氫分子的混合物轉化為穩定的化合物 SrH 22

“實驗與理論相輔相成。基于 X 射線衍射的實驗方法無法确定氫原子的空間排列。但是理論可以預測它們的位置以及它們的動态、電荷和電導。在我們的研究中，我們發現锶原子是高度有序的，而氫原子在太空中被“塗抹”，不斷移動，并且通常表現得更像液體，”新論文的第一作者、Skoltech 博士生 Dmitry Semenok 說。

實驗證實的多氫化锶 SrH22 是迄今為止已知的最富氫的化合物，它由分布在高度有序的锶亞晶格周圍的 H2 分子組成。此外，氫的高遷移率使得 SrH22 成為一種良好的離子導體，為在高壓下将其用于電化學轉化開辟了可能性。這将使獲得新的有價值的多氫化物成為可能，這些多氫化物不能直接由金屬和氫合成。這一發現的另一個可能應用是設計用于氫電池的新化合物。

“你可以想象我們有一盒樂高積木，我們正在挖掘它們并試圖找出哪些積木适合我們的任務。例如，我們發現元素周期表第二和第三族的元素最有利于高溫超導體的形成。锶隻是其中之一，但現在我們看到它的純淨形式不太合适。

但從化學的角度來看，氫化锶是非常有趣的，也許，如果它們摻雜有更多電子的其他金屬——钇、锆、钛——就有可能獲得高溫超導性。因此，我們查看了相關的‘樂高積木’，并意識到它本身并不适合，但與其他東西結合起來，它可能會起作用，”奧加諾夫解釋道。