A világ vezető mérnökképző egyeteme, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) úttörő felfedezése szerint a régi üdítős dobozok és a tengervíz lehet a kulcs az üzemanyag-előállítás forradalmasításához és a tiszta energia fenntartható forrásának megteremtéséhez.

Az MIT mérnökei felfedezték, hogy amikor az üdítős dobozokból származó tiszta alumínium tengervízzel érintkezik, buborékokat képez, és természetes módon hidrogént termel – írja az Interesting Engineering. A hidrogén szén-dioxid-kibocsátás nélkül használható motor vagy üzemanyagcella működtetésére.

Rájöttek arra is, hogy az alapreakció felgyorsítható egy gyakori stimuláns, a koffein bevitelével.

A modell

A Cell Reports Physical Science című folyóiratban megjelent tanulmányukban a kutatók bemutatják, hogy hidrogéngázt tudnak előállítani, ha előkezelt, kavics méretű alumíniumgranulátumokat dobnak egy pohár szűrt tengervízbe.

Az alumíniumot egy ritkafém-ötvözettel előkezelik, amely hatékonyan súrolja az alumíniumot olyan tisztaságúvá, hogy a tengervízzel reakcióba lépve hidrogént képes előállítani.

Egy fenntartható ciklusban a tengervízben lévő sóionok magukhoz vonzzák és visszanyerik az ötvözetet, amely újra felhasználható további hidrogén előállítására. A csapat megállapította, hogy az alumínium és a tengervíz közötti reakció sikeresen, bár lassan, de hidrogéngázt termel.

Egy kísérlet során kávézaccot dobtak a keverékbe, és meglepetésükre azt tapasztalták, hogy a reakció felgyorsult.

Végül a csapat felfedezte, hogy az imidazol – a koffein egyik hatóanyaga – alacsony koncentrációja elegendő ahhoz, hogy jelentősen felgyorsítsa a reakciót, és mindössze öt perc alatt ugyanannyi hidrogént termeljen, míg a hozzáadott stimuláns nélkül két óra alatt.

Tengeri hajók üzemeltetése?

A kutatók olyan kisméretű reaktort fejlesztenek, amely egy tengeri hajón vagy víz alatti járművön működhetne. A hajóban régi üdítős dobozokból és más alumíniumtermékekből újrahasznosított alumíniumgranulátumot, valamint kis mennyiségű gallium-indiumot és koffeint tárolnának.

Ezeket az összetevőket időszakosan a reaktorba és a környező tengervíz egy részébe lehetne tölcsérrel juttatni, hogy igény szerint hidrogént állítsanak elő. A hidrogén üzemanyagként szolgálhatna egy fedélzeti motor meghajtására, vagy a hajó energiaellátásához szükséges áram előállítására.

„Ez nagyon érdekes a tengeri alkalmazások, például a hajók vagy a víz alatti járművek számára, mert nem kellene tengervizet hordani magunkkal, hiszen az könnyen hozzáférhető. Nem kell hidrogéntartályt sem cipelnünk magunkkal. Ehelyett alumíniumot szállítanánk „üzemanyagként”, és csak vizet adnánk hozzá, hogy előállítsuk a szükséges hidrogént” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Aly Kombargi, az MIT gépészmérnöki tanszékének PhD-hallgatója.

A gáz szállításának kérédése

A Hart által vezetett MIT-csoport hatékony és fenntartható módszereket fejleszt a hidrogéngáz előállítására. A hidrogéngázt „zöld” energiaforrásnak tekintik, amely az éghajlat felmelegedését okozó károsanyag-kibocsátás nélkül működtethet motorokat és üzemanyagcellákat.

A járművek hidrogén üzemanyaggal való feltöltésének egyik hátránya, hogy egyes tervek szerint a gázt a hagyományos benzinhez hasonlóan egy tartályban kell szállítani a fedélzeten – ami a hidrogén illékonysági potenciálját tekintve kockázatos.

Hart és csapata ehelyett olyan lehetőségeket keresett, amelyekkel a járműveket hidrogénnel lehet működtetni anélkül, hogy a gázt folyamatosan szállítani kellene. A lehetséges megoldást az alumíniumban találták meg – egy olyan, a természetben bőségesen előforduló és stabil anyagban, amely vízzel érintkezve egyszerű kémiai reakcióban hidrogént és hőt termel.

Kiemelt kép forrása: