“Nie trzeba energii, a bąbelki wodoru pojawiają się jak szalone". Czy to sposób na paliwo przyszłości?

Wodór mógłby być paliwem przyszłości, gdyby nie problem z jego pozyskiwaniem. Można to zrobić z wody za pomocą elektrolizy. Jednak to wymaga prądu, który dziś w większości pochodzi ze spalania węgla lub gazu.

Ekologiczny jest dopiero wodór wytwarzany za pomocą energii odnawialnej, ale tej nadal w sieciach energetycznych nie jest wiele. Przyjazne dla środowiska metody pozyskiwania tego gazu wymagają instalacji fotowoltaicznych lub wiatrowych. I nie dostarczą wodoru w pochmurny i bezwietrzny dzień.

Wodór dziś pochodzi głównie z reformingu Proces ten polega na podgrzaniu gazu ziemnego i pary wodnej do temperatury ponad 700 stopni w obecności katalizatora. Powstaje z nich gaz syntezowy, czyli mieszanina tlenku węgla i wodoru. 

To dziś najpopularniejsza i najtańsza metoda produkcji wodoru. W porównaniu do elektrolizy wody zużywa znacznie mniej energii (do wytworzenia tej samej ilości wodoru).

Jest jednak inny sposób. Dekady temu odkryto, że gal reaguje z glinem. Powstały stop (AlGa) jest niezwykle kruchy i pęka pod niewielkim naciskiem, jest więc bezużyteczny. Jest to powód dla którego nie wniesiemy galu na pokład samolotu - jego kontakt z aluminiowym kadłubem mógłby prowadzić do uszkodzenia.

Normalnie glin z wodą nie reaguje, bo szybko pokrywa się warstwą tlenku, która tę reakcję uniemożliwia. Odkryto jednak, że w stopie AlGa gal uniemożliwia tworzenie się warstwy tlenku na powierzchni glinu i taki stop reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek glinu i wodór.

Teraz naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz  (UCSC) udoskonalili tę metodę. Przede wszystkim rozdrobnili cząsteczki. Im mniejsze, tym większa powierzchnia reakcji i przebiega ona szybciej (to powód dla którego wiele pyłów, także metali tworzy z powietrzem mieszaniny wybuchowe).

Na filmie poniżej widać, jak aluminiowy pył może gwałtownie reagować z wodą (w tym przypadku deszczową). Za wybuch odpowiada właśnie wodór, który gwałtownie łączy się z tlenem.

Stwierdzili, że najlepszymi proporcjami do wytwarzania wodoru z wody są 3 części galu do jednej części glinu. Taka proporcja sprawia, że gal nie pozwala drobinom glinu łączyć się w większe.

Jak mówi prof. Bakthan Singaram z UCSC to duże osiągnięcie. Trudno było przedtem osiągnąć nanocząski glinu. Tym razem udało się to pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturze pokojowej.

Takie nanocząstki doskonale łączą się z wodą tworząc wodorotlenek glinu i wodór. “Nie potrzeba do tego żadnej energii, bąbelki wodoru pojawiają się jak szalone. Nigdy przedtem czegoś takiego nie widziałem", mówi Scott Oliver z UCSC.

Glin jest niezwykle powszechnym pierwiastkiem i wchodzi w skład wielu minerałów. Gal jest niestety rzadszy i droższy, ale ten metal nie bierze udziału w reakcji i można będzie go odzyskiwać, twierdzą wynalazcy. Woda do reakcji zaś może pochodzić z dowolnego źródła, nawet ze ścieków.

Czy teraz wodór stanie się tańszy i łatwiej dostępny? Zobaczymy niebawem. Naukowcy swoje odkrycie już opatentowali.