Generátor vodíku. Kredit: Tony Pulsone.

Jak je vidět, inženýři MIT se v létě nenudí, za což jim náleží nehynoucí sláva. Jeden z jejich týmů, který vede Aly Kombargi, vyvíjí pozoruhodnou technologii, která by mohla změnit rodící se vodíkovou energetiku. Je to chemický reaktor, který slouží jako generátor vodíku na palubě plavidla (a možná i jinde).

Aly Kombargi. Kredit: A. Kombargi.

Je to geniální nápad. Dosavadní vodíkové aplikace jsou obvykle založené na tom, že spalují vodík, který byl vyrobený někde jinde. S tím se samozřejmě pojí řada problémů. Aby šlo o udržitelnou energetiku, je nutné vyrobit vodík bez emisí uhlíku, což není jen tak. Také je nutné vodík někde skladovat a převážet, což je poněkud třaskavá záležitost. Kromě explozivních choutek vodík rovněž velmi rád uniká do atmosféry, kde je horší než oxid uhličitý (může z něj vznikat metan a vodní pára ve stratosféře, což jsou skleníkové plyny). Vodík může vyvolat 11krát větší skleníkový efekt jak CO₂.

Pohon s novým reaktorem MIT jde jinou cestou. Nepoužívá vodík odjinud, který by si vezl v nějaké nádrži. Reaktor vyrobí vodík přímo „na palubě“, podle potřeby. Dělá to pozoruhodným způsobem. Využívá mořskou vodu, lehce zpracované hliníkové plechovky a kávovou sedlinu. Pohon s tímto reaktorem nevozí jako palivo vodík, ale jen hliníkové pelety ze zmíněných plechovek. Oproti vodíku je to pochopitelně mnohonásobně uživatelsky příjemnější náklad.

„Ochucování“ hliníkových pelet indiem a galliem. Kredit: Tony Pulsone.

Jediná hliníková peleta o váze 0,3 gramu umístěná v deionizované vodě vyrobí za 5 minut 400 mililitrů vodíku. Technologie je založená na velmi jednoduché reakci. Hliník brutálně reaguje s kyslíkem. Když se hliník ocitne ve vodě, vyrve z molekul H2O kyslík, čímž vznikne molekulární vodík a probublává ven. Potíž je v tom, že tahle oslava chemické reaktivity netrvá dlouho. Na povrchu hliníku se vytvoří vrstvička oxidu hliníku, která reakci stopne. Jako by hliník zrezivěl.

Dřívější výzkum ukázal, že když se hliník „ochutí“ slitinou india a gallia, problém se zmíněnou vrstvou „rzi“ odpadne. Indium s galliem nejsou právě levné. Kombargi a spol. ale zjistili, že když tohle všechno probíhá v iontovém roztoku, indium a galium se vysráží a je možné tento materiál recyklovat. Šťastnou shodou okolností je iontovým roztokem i mořská voda.

Další háček je v tom, že zmíněná reakce trvá v mořské vodě mnohem déle než uvedených pět minut v deionizované vodě. Asi tak dvě hodiny. Kombargiho tým přišel na to, že když do reaktoru přidají kávovou sedlinu, reakci to opět zrychlí. Pak i v mořské vodě trvá 5 minut.

Generátor vodíku funguje a může se stát součástí pohonu. Fungoval by samozřejmě i na souši, ale pak by potřeboval mořskou vodu. Plavidla na moři, ať už hladinová či podmořská, mají mořskou vodu k dispozici v neomezeném množství. Pilotním projektem s takovým pohonem se stane malý podmořský kluzák, který by podle výpočtů měl s reaktorem naplněným 18 kilogramy hliníkových pelet vystačit až 30 dní plavby. Bude zajímavé sledovat, jak obstojí.

Video: A sustainable way to generate hydrogen fuel

Literatura

New Atlas 25. 7. 2024.

Cell Reports Physical Science online 25. 7. 2024.