Supergeleidende draden kunnen elektriciteit zonder verlies transporteren. Dit zou zorgen voor minder stroomproductie, het verminderen van zowel de kosten als de broeikasgassen. Helaas, uitgebreide koeling staat in de weg, omdat bestaande supergeleiders hun weerstand pas verliezen bij extreem lage temperaturen. In het journaal Angewandte Chemie , wetenschapper hebben nu nieuwe bevindingen geïntroduceerd over waterstofsulfide in de H ₃ S-vorm, en zijn deuteriumanaloog D ₃ S, die supergeleidend worden bij de relatief hoge temperaturen van -77 en -107 °C, respectievelijk.

Dit geldt zelfs in vergelijking met de huidige koplopers, koperhoudend keramiek met overgangstemperaturen die beginnen bij ongeveer -135 °C. Ondanks uitgebreid onderzoek naar zwavel/waterstofsystemen, veel belangrijke vragen blijven. Het belangrijkste is, supergeleidend waterstofsulfide werd eerder geproduceerd uit "normaal" waterstofsulfide, H ₂ S, die werd omgezet in een metaalachtige toestand met een samenstelling van H ₃ S onder een druk van ongeveer 150 GPa (1,5 miljoen bar). Dergelijke monsters waren onvermijdelijk verontreinigd met onzuiverheden die verarmd zijn voor waterstof die de experimentele resultaten kunnen verstoren. Om dit te voorkomen, onderzoekers onder leiding van Vasily S. Minkov hebben nu stoichiometrische H . geproduceerd ₃ S door elementaire zwavel direct te verwarmen met een overmaat waterstof (H ₂ ) met een laser, onder druk. Ze produceerden ook monsters gemaakt met deuterium (D ₂ ) - een isotoop van waterstof.

De oorzaak van de relatief hoge overgangstemperatuur van H ₃ S is de waterstofatomen, die resoneren met een bijzonder hoge frequentie in het kristalrooster. Omdat deuteriumatomen zwaarder zijn dan waterstof, ze resoneren langzamer, dus lagere overgangstemperaturen werden verwacht voor D ₃ S. Het team van het Max-Planck Instituut voor Chemie (Mainz, Duitsland), de Universiteit van Chicago (VS), en het Soreq Nuclear Research Center (Yavne, Israël) verschillende analytische methoden gebruikt om de fasediagrammen voor H . te verfijnen ₃ S en D ₃ S in relatie tot druk en temperatuur, en om extra licht te werpen op hun supergeleidende eigenschappen.

Bij 111 tot 132 GPa en 400 tot 700 °C, de syntheses geproduceerd niet-metalen, elektrisch isolerende structuren (Cccm-fasen) die geen metaal worden wanneer ze verder worden afgekoeld of onder druk gezet. Ze bevatten H ₂ (of D ₂ ) eenheden binnen de kristalstructuur, die supergeleiding onderdrukken. De gewenste supergeleidende structuren, kubieke Im-3m fasen, werden verkregen door syntheses boven 150 GPa bij 1200 tot 1700 ° C. Ze zijn van metaal en glanzend met een lage elektrische weerstand. Bij 148 tot 170 GPa, monsters van Im-3m-H ₃ S had overgangstemperaturen rond -77 °C. De d ₃ S-analogen hadden een overgangstemperatuur van ongeveer -107 ° C bij 157 GPa, wat beduidend hoger is dan verwacht. Drukverlaging leidt omkeerbaar tot een abrupte verlaging van de overgangstemperatuur en verlies van metallische eigenschappen. Dit wordt veroorzaakt door rhomboëdrische vervormingen in de kristalstructuur (R3m-fase). Door verwarming onder druk wordt de R3m-fase onomkeerbaar omgezet in de CCCM-fase. R3m is duidelijk een metastabiele tussenfase die alleen optreedt tijdens ontbinding.

In de toekomst, de onderzoekers hopen andere waterstofrijke verbindingen te vinden die zonder hoge druk in metalen kunnen worden omgezet en bij kamertemperatuur supergeleidend worden.