Jednou by to mohl být tank ve skutečné velikosti. Kredit: David McNally/U.S. Army.

Je to ryzí příběh napínavé vědy. Nejprve naprostá náhoda, nečekaný objev při výzkumu něčeho jiného. Při vojenském výzkumu, jak jinak. A po objevu by mohly následovat převratné aplikace, které ve svém důsledku změní náš každodenní život. Asi takový byl nedávný objev nové slitiny hliníku, která velmi neobvykle reaguje s vodou.

Anit Giri. Kredit: David McNally/U.S. Army.

Tato slitina by se časem mohla stát základem převratných palivových článků, v nichž se bude vodík vyvíjet z vody. Mohly by se objevit rozmanité aplikace, jejichž úspěch by změnil trh s energiemi a přinesl zajímavou alternativu k dnešním kapalným palivům a bateriím. Velká výhoda této nové technologie je v tom, že dovoluje stavět velmi kompaktní zařízení. Díky tomu by se nanohliník mohl skvěle uplatnit všude tam, kde jde o hmotnost výsledného zařízení nebo tam, kde lze předpokládat dlouhý provoz.

K průlomovému objevu došlo letos v lednu, když badatelé výzkumné laboratoře U. S. Army Research Laboratory v Aberdeen Proving Ground, stát Maryland pracovali na vývoji velmi pevné slitiny. Anit Giri a jeho kolegové nový materiál intenzivně testovali a během rutinního testu na něj nalili vodu. Pak se nestačili divit. Voda najednou začala bublat a ukázalo se, že v ní bouřlivě vzniká vodík. Musel to být šok.

Logo laboratoří U. S. Army Research Laboratory.

Normální hliník tohle nedělá. Když je hliník vystavený působení vody, tak rychle zoxiduje a vytvoří se na něm povlak, který zabrání dalším reakcím. Jenomže nová slitina reagovat nepřestává. Giri s kolegy v rámci testování nové slitiny vyřešili starý problém vodíkových technologií.

Vodík je už dlouho zajímavým kandidátem pro čistou energetiku. Jeho použití ale doprovázejí závažné problémy. Je obtížné vodík skladovat a také s ním hýbat. Vždy jsou problémy se stlačováním vodíku a jeho transportem. Kdo kdy viděl explozi vodíku, tak jistě uzná, že není radno tento náladový plyn podceňovat.

Toyota Mirai, automobil na vodíkové palivové články. Kredit: Maskrosen / Wikimedia Commons.

Jestli ale zmíněná slitina hliníku takto krásně reaguje s vodou a vyrábí vodík, tak to úplně mění situaci. Převážet a skladovat hliník nebo vodu je totiž dost snadné. Obě tyto látky jsou obstojně stabilní. O těchto sklonech hliníku se ví již dlouho. Ale předešlé pokusy o využití hliníku tímto způsobem skončily neúspěchem. Tyto reakce dříve vyžadovaly vysoké teploty anebo katalyzátory, a ještě ke všemu byly pomalé a nepříliš výnosné. Vodík při nich vznikal celé hodiny a účinnost reakce byla jen kolem 50 procent.

Nová slitina, kterou si teď objevitelé patentují, má podobu prášku, který obsahuje zrnka tvořené hliníkem a dalším kovem, uspořádanými ve specifické nanostruktuře. Když se tenhle prášek zaleje vodou, tak vznikne spousta vodíku, který se objeví do 3 minut s takřka 100 procentní účinností. Materiál by mohl poskytnout o řád více energie, nežli lithiová baterie stejné velikosti.

Giri a spol. jsou vojáci, takže novou slitinu použili k pohonu RC modelu tanku Abrams. Podle nich v zásadě nic nebrání zahájení výroby stovek tun nové slitiny. Je možné ji vyrábět z hliníkového šrotu, který je relativně levný. Se slitinou prý lze pohánět v podstatě cokoliv, od notebooku až po autobus nebo tank. Aby toho nebylo málo, slitinou je rovněž možné tisknout na 3D tiskárně. Už teď si lze představit malé a levné roboty, které budou jako palivo využívat vlastní konstrukci až do svého zničení. Blíží se doba sebekanibalizujících robotů, kteří se uplatní na jednorázových výzvědných misích a nezůstane po nich ani stopa?

Literatura
New Scientist 3. 8. 2017.