"Просто добавь воды". Новый алюминиевый сплав стал источником водородного топлива

Новый метод получения водородного топлива можно открыть, проводя простые испытания нового сплава.

Фото scottwebb/pixabay.com.

Инженеры уже проверили эффективность и стабильность работы новых топливных элементов на небольших танках с дистанционным управлением.

Фото David McNally/U.S. Army.

Исследователи постоянно ищут новые способы получения "чистого" водородного топлива. Его, напомним, можно будет использовать для самолётов, беспилотников и автомобилей.

Везение это или чистая случайность, но американские инженеры открыли метод получения именно такого топлива на основе водорода. Причём цель такую изначально они не преследовали.

Специалисты, работающие в исследовательской лаборатории Абердинского испытательного полигона в Мэриленде (Aberdeen Proving Ground Research Laboratory), разрабатывали высокопрочный алюминиевый сплав, когда сделали потрясающее открытие. Во время очередной проверки они вылили воду на поверхность сплава. Обычная реакция алюминия на воздействие воды — окисление и появление "защитного" барьера из оксида на поверхности, предотвращающего дальнейшие реакции. Однако в одном из тестов вылитая вода начала пузыриться на поверхности сплава и выдавать водород, не переставая. То есть реакция продолжалась.

Исследователи поняли, что нашли новый недорогой источник водорода. И это открытие имеет огромный потенциал для водородной топливной промышленности: материал, который устойчиво реагирует с водой, сможет производить водород по требованию.

В связи с этим водородные топливные элементы станут намного проще в использовании, поскольку не потребуется создавать избыточное давление и транспортировать газообразный водород. Вместо этого понадобятся лишь простые резервуары с водой и кусочками алюминия.

Предыдущие попытки запуска реакции требовали использования катализаторов или высоких температур. Кроме того, сам процесс был медленным. В конечном счёте, такие методы были эффективны лишь на 50%, а получение водорода занимало часы. Между тем генерация H2 с использованием нового алюминиевого сплава занимает менее трёх минут при почти 100%-ной эффективности, сообщает глава исследовательской группы Скотт Грендаль (Scott Grendahl).

Основным компонентом нового сплава стал порошок из зёрен микронного размера, в которых атомы алюминия и одного или нескольких других металлов расположены в виде определённой наноструктуры. Более полного описания изобретатели пока не приводят, так как патентуют технологию.

Добавление воды в полученную смесь приводит к образованию оксида или гидроксида алюминия, а также водорода.

Новый материал стабилен, даёт на порядок больше энергии, чем литиевые батареи того же веса, а срок его службы, вероятно, будет довольно большим (пока что эксперты этот показатель точно не определили).

Инженеры уже проверили эффективность и стабильность работы новых топливных элементов на небольших танках с дистанционным управлением.
Инженеры уже проверили эффективность и стабильность работы новых топливных элементов на небольших танках с дистанционным управлением.
Фото David McNally/U.S. Army.

"Важным аспектом подхода является то, что он позволяет создавать очень компактные системы. Топливные элементы должны быть лёгкими и работать в течение длительного времени, — сообщил изданию New Scientist эксперт по топливным элементам Энтони Кукернак (Anthony Kucernak) из Имперского колледжа Лондона.

Инженеры, кстати, уже опробовали работу новых топливных ячеек на небольших танках с дистанционным управлением. В дальнейшем также будут проведены полевые испытания на реальной военной технике.

У учёных тем временем возникла и ещё одна идея: теоретически порошок из микронных зёрен можно использовать в трёхмерной печати для создания роботов и беспилотников. Такие устройства смогут "питаться" от материала своего же корпуса: их собственные детали станут их топливом, а затем устройства самоуничтожатся. Этот тип робототехники идеально подойдёт для миссий "в один конец" по сбору информации.