Когда армейские ученые смешали в воде некоторые из своих новых нанопорошков на основе алюминия, результаты оказались поразительными.
«Он пузырился очень похоже на планшет Алька-Зельцер, но, вероятно, более агрессивно», - говорит Кристофер Дарлинг, специалист по материалам Исследовательской лаборатории армии США (ARL) в Мэриленде.
Ученые поняли, что порошок каким-то образом расщепляет воду и выделяет водород, что является захватывающим открытием, учитывая полезность водорода в качестве топлива. Но когда они смешали порошок с мочой, все стало действительно захватывающе. Бурлящее, уже энергичное, стало еще более оживленным, предполагая, что порошок извлекает больше водорода из мочи, чем из воды. Более поздние измерения показали, что скорость реакции была примерно вдвое.
Вы спросите, почему армейские ученые смешивают нанопорошок алюминия и мочу? Ну, миссия лаборатории состоит в том, чтобы разработать материалы, которые могли бы однажды принести пользу солдатам в поле.
«Как вы снабжаете энергией выездные команды, которые ушли на длительный период времени?» - спрашивает Дарлинг. «Итак, мы начали смотреть на то, как вы используете существующие жидкости, которые будут у них на припое?»
Команда пока не уверена, почему алюминиевый порошок производит больше водорода из мочи, чем из воды. Это может быть связано с электролитами в моче или различиями в pH. Но они знают, что способность производить водород в полевых условиях может иметь значительные преимущества.
«Приложения могут быть везде, где вам нужно питание», - говорит ученый ARL Скотт Грендал.
Солдаты могли нести алюминиевый нанопорошок, чтобы смешать его с водой или мочой, чтобы образовать топливный элемент. Порошок может быть окрашен внутри резервуаров, чтобы при намокании обеспечить повышение мощности, когда закончится топливо. Это может быть 3D-распечатка на детали для дронов или роботов, которые могут «самоуничтожиться» при нехватке энергии, погружаясь в воду.
Порошок также может быть получен в полевых условиях путем сбора таких вещей, как алюминиевые банки и взорванные транспортные средства. Если бы это было успешно, то теоретически солдаты могли бы получать топливо из ничего, кроме мусора и собственной мочи.
Это большое дело, так как большой процент смертей солдат на Ближнем Востоке происходит во время автоколонн с топливом. Этот факт дал американским военным серьезный стимул для создания новых, более эффективных топливных технологий.
Водород давно рекламируется как зеленое топливо. Но это не просто транспортировать, так как сначала нужно под давлением или сжижить. Производство водорода из воды с использованием алюминия не является новым. Но эти процессы всегда нуждались в катализаторе, который традиционно означает добавление кислот, оснований или дополнительной энергии или использование высоких температур. Некоторые из этих катализаторов могут быть токсичными и загрязняющими. Этот новый процесс, напротив, просто нуждается в нанопорошке из алюминиевого сплава и жидкости на водной основе - вода, спортивный напиток, моча, слюна. Нанопорошок изготовлен из крошечных зерен алюминия и других металлов, расположенных по наноструктуре.
«У нас нет катализатора, наши побочные продукты инертны и нетоксичны, и это очень эффективно», - говорит Грендал.
В настоящее время команда находится в процессе патентования своего изобретения. Следующими шагами будет оптимизация процесса и его расширение. В настоящее время команда может производить порошок в килограммовых количествах и ожидает, что сделать большие количества будет относительно просто и недорого. После этого другие команды ARL будут вовлечены в работу над приложениями. Был также интерес со стороны университетов и частного сектора. Это неудивительно, учитывая, насколько полезным может быть чистый водород, производимый по требованию, для таких вещей, как автомобили, работающие на водороде. Но, как предостерегают эксперты, пока не ясно, как этот процесс будет работать вне лаборатории.
Если это удастся, солдат будущего может приводить в действие свои фонарики и устройства связи только с пустыми банками содовой и мочи. Поговорим о переработке.
