Metalno gorivo za energiju bez CO2 na Zemlji i Mjesecu

Istraživači koji su željeli saznati više o vrsti vatre koja se zove diskretno gorenje koristili su ESA-ine mikrogravitacijske eksperimentalne objekte za istraživanje.

U nizu paraboličkih letova i na sondažnim raketama lansiranim iz Švedske, tim profesora Jeffreya Bergthorsona sa Sveučilišta McGill u Kanadi i Tehnološkog sveučilišta Eindhoven u Nizozemskoj istraživao je željezni prah koji gori u nultoj gravitaciji.

Njihovo istraživanje bilo je čista fizika, znanstvenici su htjeli znati više o diskretnom gorenju, pri čemu plamen ne gori kroz gorivo kontinuirano, već skače s jednog izvora goriva na drugi. Ovaj oblik požara rijetko se pojavljuje prirodno na Zemlji, ali primjer je šumski požar u kojem jedno stablo potpuno izgori, a vatra preskoči na sljedeće stablo kada se temperatura dovoljno poveća za izgaranje.

Spaljivanje željezne prašine u eksperimentima na letjelicama i raketama omogućilo je da čestice željeza lebde i diskretno se zapale. Kamere velike brzine snimile su spektakl i omogućile istraživačima da bolje razumiju fenomen, što je rezultiralo računalnim modelima koji su pokazali idealne uvjete za sagorijevanje goriva na Zemlji, kao što možete vidjeti u ovom videu.

S novim razumijevanjem koje je omogućilo istraživanje mikrogravitacije, postalo je moguće izgraditi učinkovite i praktične peći za sagorijevanje željeza.

Prednost spaljivanja željeza svodi se na kemiju. U biti, izgaranje goriva je proces transformacije materijala dodavanjem atoma kisika. To je razlog zašto gorivo na bazi ugljika proizvodi ugljični dioksid kada se dva atoma kisika dodaju gorivu na bazi ugljika kao što su drvo, ugljen ili nafta. Kod željeza, preostali proizvod nakon izgaranja je željezni oksid, poznatiji kao hrđa. Ne proizvodi se ugljični dioksid, a zahrđalo željezo može se lako sakupiti jer ne stvara plin budući da gorenje željeza uopće ne emitira štetne plinove.

Željezna hrđa može se čak preraditi kako bi se uklonio kisik i vratio kao željezo pomoću vodika. Korištenjem električne energije iz održivih izvora, željezo kao gorivo može postati kružno skladište energije koje se može beskrajno reciklirati.

Demonstracijsko postrojenje već radi i radi u Budelu, u blizini Eindhovena, u Nizozemskoj. Koristeći željezo kao izvor goriva, ovaj generator može proizvesti 1 MW pare u jedinici koja stoji u skladištu. Takva uvećana željezna elektrana mogla bi proizvesti mnogo više energije.

Dok se svemirske agencije pripremaju za izgradnju održivih lunarnih ispostava, opskrba astronauta energijom na Mjesecu samo je jedan od izazova koje treba prevladati. Metalno gorivo bi moglo biti rješenje. Koristeći sunčevu energiju, ne samo da se od Mjesečevih minerala može proizvesti prah aluminija i silicija, već se i vodik i kisik mogu iskoristiti iz Mjesečevog leda.

Vodik se zatim može koristiti za pretvaranje Mjesečeve prašine koja je bogata željezom i titanom u proizvodnju vode i željezni prah. Metalni prah i kisik iz vodenog leda mogu se koristiti kao pogonsko gorivo za rakete ili kopneni transport, a nusprodukt vode može se čak koristiti kao voda za piće.

Ovaj proces sada može izgledati kao znanstvena fantastika, ali korištenje željeza kao izvora goriva na Zemlji počelo je kao ideja prije samo deset godina. Sada zajednica metalnih goriva obuhvaća stotine znanstvenika i inženjera diljem svijeta i predstavlja tehnologiju za alternativna goriva bez ugljika.

U ne tako dalekoj budućnosti mogli biste svoj automobil pokretati željezom.

Izvor: Europska svemirska agencija