Gold, bekannt als eines der reaktionsträgsten Metalle, hat unter extremen Bedingungen eine überraschende chemische Aktivität gezeigt. Forschende am European XFEL in Schenefeld bei Hamburg stellten mit dem weltgrößten Röntgenlaser erstmals eine feste Verbindung aus Gold und Wasserstoff her: Goldhydrid. Diese Entdeckung widerspricht der bisherigen Annahme, dass Gold kaum mit Wasserstoff reagiert, und eröffnet neue Perspektiven für die Chemie unter extremen Bedingungen.
An der High-Energy-Density-Experimentierstation des European XFEL wurde Gold mit einer Diamantstempelzelle auf über 40 Gigapascal komprimiert und mit ultrakurzen Röntgenlaserblitzen auf etwa 2.500 Grad Celsius erhitzt. Unter diesen extremen Druck- und Temperaturbedingungen reagierte das Gold mit Wasserstoff, der aus eingebetteten Kohlenwasserstoffen freigesetzt wurde. Die resultierende Verbindung, Goldhydrid (Au?Hx), zeigt eine hexagonal-dicht gepackte Struktur der Goldatome, in deren Zwischenräumen sich Wasserstoffatome ungeordnet anordnen. Der Wasserstoffgehalt steigt mit zunehmendem Druck und liegt zwischen null und fast eins.Besonders bemerkenswert ist die hohe Beweglichkeit des Wasserstoffs im festen Gitter der Goldatome, ein sogenannter superionischer Zustand, der bisher vor allem bei wasserstoffreichen Materialien beobachtet wurde. Beim Abkühlen zerfällt das Goldhydrid wieder in normales, kubisch strukturiertes Gold, was erklärt, warum die Verbindung in früheren Experimenten übersehen wurde, da Proben stets auf Raumtemperatur abgekühlt wurden.
Die Entdeckung zeigt, dass selbst reaktionsträge Elemente wie Gold unter extremen Bedingungen neue chemische Eigenschaften entwickeln können. Sie stellt ein Novum in der Goldchemie dar und hat weitreichende Auswirkungen auf Hochdruckexperimente, in denen Gold bisher als inertes Material galt. Zukünftige Forschungen sollen prüfen, ob ähnliche Effekte auch bei anderen Edelmetallen auftreten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass noch viele weitere unbekannte Verbindungen unter extremen Bedingungen existieren könnten, die bisher aufgrund fehlender Untersuchungsmethoden unentdeckt blieben.
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