Atsitiktinis naujo aliuminio lydinio, kuris su vandeniu reaguoja labai neįprastai, atradimas gali būti pirmasis stringančios vandenilio ekonomikos atgaivinimo žingsnis. Jis galėtų tapti patogiu ir mobiliu vandenilio šaltiniu kuro elementams ir kitur, taip transformuojant energijos rinką ir pateikiant alternatyvą baterijoms ir skystam kurui.
Atsitiktinis naujo aliuminio lydinio, kuris su vandeniu reaguoja labai neįprastai, atradimas gali būti pirmasis stringančios vandenilio ekonomikos atgaivinimo žingsnis. Jis galėtų tapti patogiu ir mobiliu vandenilio šaltiniu kuro elementams ir kitur, taip transformuojant energijos rinką ir pateikiant alternatyvą baterijoms ir skystam kurui.
„Svarbus šio būdo aspektas – galima kurti itin kompaktiškas sistemas, – pažymėjo Anthony Kucernak, studijuojantis Imperatoriškame Londono koledže ir nesusijęs su tyrimu. – Tai būtų labai naudinga sistemose, kurios turi būti labai lengvos arba ilgai veikti, naudodamos vandenilį, kur vandenilio saugojimas balionuose būtų nepriimtinas.“
Atradimas padarytas sausį, kai JAV Armijos tyrimų laboratorija Aberdeeno poligone, Marylande, dirbo su nauju, didelio stiprio lydiniu, prisimena fizikė Anit Giri. Kai atlikdami įprastą bandymą, jie užpylė vandens, jis pradėjo burbuliuoti, išskirdamas vandenilio dujas.
Vandenilis galėtų būti naudojamas ir tikriems tankams
©David McNally/U.S. Army
Aliuminis paprastai taip nereaguoja. Paprastai aliuminis vandenyje greitai pasidengia aliuminio oksido plėvele, saugančia ją nuo reagavimo. Bet šio lydinio reakcija nenutrūko. Komanda netyčia rado ne vieną dešimtmetį mokslininkus ir inžinierius kamavusios problemos sprendimą.
Vandenilis seniai laikomas švariu, „žaliu“ kuru, bet jį sunku kaupti ir pervežti, nes jis užima daug vietos. „Vandenilis visada kelia transportavimo ir suslėgimo problemas“, – sako Giri.
Lėta reakcija
Jei pavyktų priversti aliuminį efektyviai reaguoti su vandeniu, vandenilį būtų galima išgauti tik prisireikus. Kitaip nei vandenilį, aliuminį ir vandenį gabenti lengva – ir abi medžiagos yra stabilios. Bet ankstesniuose bandymuose priversti reaguoti šias medžiagas pavykdavo tik aukštoje temperatūroje arba naudojant katalizatorius, o reakcijos buvo lėtos: vandenilio išgavimas trukdavo ne vieną valandą ir vykdavo tai maždaug 50 procentų efektyvumu.
Naujasis lydinys, kurio patentavimu komanda dabar užsiima, sudarytas iš tankiai supakuotų aliuminio ir dar vieno ar daugiau metalų mikronų dydžio eilės granulių, sudarančių tam tikrą nanostruktūrą. Pridėjus vandens, gaunamas aliuminio oksidas arba hidroksidas ir vandenilis – daug vandenilio. „Mūsų [medžiaga] sureaguoja beveik 100 procentų efektyvumu per mažiau nei 3 minutes“, – sako komandos vadovas Scott Grendahl. Be to, naujosios medžiagos energijos tankis bent viena dydžio eile didesnis, nei ličio baterijų. Ir, kitaip nei baterijos, ši medžiaga išlieka stabili ir parengta naudojimui neribotą laiką.
Armija naudojo medžiagą tiekti energiją mažiems, radijo bangomis valdomiems tankams. Grendahlas nemato jokių techninių kliūčių, dėl ko nebūtų galima šios medžiagos gaminti dideliu masteliu, nes ją galima gaminti iš aliuminio laužo, kuris santykinai pigus. Naujoji medžiaga galėtų tiekti energiją viskam – nuo nešiojamųjų kompiuterių iki autobusų ir automobilių.
„Iš principo, šis procesas turėtų veikti“, – sako Robert Steinberger-Wilckens, vadovaujantis kuro elementų programai Birminghamo universitete, JK.
Bet jis perspėja, kad reikia pakartoti eksperimentą, taip pademonstruojant, kad reakcija vyksta taip, kaip turėtų. „Yra daugybė dalykų, kurie tinka laboratorijoje, bet ne realioms sąlygoms.
Jei viskas vyks kaip tikimasi, šie milteliai taip pat galėtų būti naudojami kaip 3D spausdinimo medžiaga. Tyrėjai pateikė pasiūlymus – kuriuos armija dabar svarsto – dėl mažų skraidančių ar antžeminių robotų, kurie kurui naudotų savo struktūrą. Tokios autokanibalizmu užsiimančios mašinos būtų naudingos žvalgybos duomenų rinkimui, kai užduotį atlikę robotai negrįžtų į bazę, o susidegintų, nepalikdami pėdsakų.
