گاز طبیعی (متان) می‌تواند به هیدروژن تبدیل شود. هیدروژنی که ما آن را در انرژی پاک، کودهای مصنوعی و بسیاری از مواد شیمیایی دیگر استفاده می‌کنیم. این واکنش نیاز به آب و نیکل به عنوان کاتالیزور دارد. مولکول‌های متان و آب روی سطح کاتالیزور می‌چسبند که در ترکیب‌های اتمی‌شان از هم جدا می‌شوند. سپس بازترکیب شده و به شکلی متفاوت مثل دی اکسید کربن و هیدروژن در می‌آیند. پژوهش‌های قبلی بر درک چگونگی این جدا شدن متان متمرکز بود، در حالی‌ که آزمایش‌های تجربی بر روی آب انجام شدند. پژوهشگران با استفاده از لیزر برای اولین بار ارتعاشات  خاصی را در موکول آب شناسایی کردند که قابلیت جداسازی دارد. نتایج تجربی مدل‌های نظری را در این آزمایش بهینه‌تر کردند. 

متان در مقیاس‌های عظیمی در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از بزرگترین هدف‌های آن هم تولید هیدروژن به عنوان سوخت پاک و ماده خام برای تولید آمونیاک در کودهای مصنوعی است. این فرایند را با عنوان «بخار بازتولید» می‌شناسیم، چون گاز متان با بخار آب واکنش می‌دهد. این واکنش نیاز به فلزی کاتالیزوری دارد که به مولکول‌ها اجازه دهد جدا شده و به طور مؤثری بازترکیب شوند. ولی یک دهه جداسازی متان و روشی که به جداسازی مولکول‌های آب می‌انجامید، مورد بررسی قرار گرفته بود و درک درستی از آن نداشتیم.

این تیم نشان دادند که جداسازی آب قویاً به ارتعاشات داخلی اکسیژن و هیدروژن بستگی دارد. در یک مولکول، اتم‌ها به شکل‌های متفاوتی مرتعش می‌شوند. کنترل روش‌های مختلف ارتعاشات کلیدی برای فهم توان جداسازی آب در شرایط خاص بود. از کاتالیزور در بخار بازترکیب استفاده شد. برای این منظور لیزر ابزاری بود که باید برای برانگیختن مولکول‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت. 

منبع:

Sciencedaily