Da hærforskere blandede noget af deres nye aluminiumbaserede nanopulver i vand, var resultaterne overraskende.
”Det boblet meget på samme måde som en Alka-Seltzer-tablet, men sandsynligvis mere voldsomt, ” siger Kristopher Darling, materialevidenskabsmand ved US Army Research Laboratory (ARL) i Maryland.
Forskerne indså, at pulveret på en eller anden måde splittede vand og frigav brint, en spændende opdagelse i betragtning af brintets anvendelighed som brændstof. Men da de blandede pulveret med urin, blev tingene virkelig spændende. Den boblende, allerede kraftige, blev endnu mere livlig, hvilket antydede, at pulveret ekstraherede mere brint fra urinen end fra vandet. Senere målinger viste, at reaktionshastigheden var cirka dobbelt.
Hvorfor blandede hæren forskere aluminium nano-pulver og tisse, spørger du måske? Ja, laboratoriets mission er at udvikle materialer, der en dag kan gavne soldater i marken.
”Hvordan leverer du energi til borteteam, der er væk i en længere periode?” Spørger Darling. "Så vi begyndte at se på, hvordan bruger du eksisterende væsker, som solderen ville have på dem?"
Holdet er endnu ikke sikker på, hvorfor aluminiumpulveret producerer mere brint fra urin end fra vand. Det kan have noget at gøre med elektrolytterne i urinen eller forskelle i pH. Men hvad de ved, er, at evnen til at producere brint i marken kan have dramatiske fordele.
”Ansøgningerne kan være overalt, hvor du har brug for strøm, ” siger ARL-forsker Scott Grendahl.
Soldater kunne bære nano-pulver af aluminium til at blandes med vand eller urin for at saft op i en brændselscelle. Pulveret kunne males på indersiden af tanke til, når det befugtes, give et magtforøg, når brændstof løb ud. Det kan være 3D-trykt i dele til droner eller robotter, der kunne “selvkanyibalisere”, når de løber tør for strøm ved at dyppe sig selv i vand.
Pulveret kan også potentielt produceres i marken ved at samle ting som aluminiumsdåser og sprængt køretøjer. Hvis dette var vellykket, kunne soldater i teorien fremstille brændstof ud af andet end rensede materialer og deres egen urin.
Dette er en stor aftale, da en stor procentdel af soldatdødsfald i Mellemøsten sker under brændstofforsyningskonvojer. Denne kendsgerning har givet det amerikanske militær et stort incitament til at skabe nye, mere effektive brændstofteknologier.
Brint er længe blevet udråbt som et grønt brændstof. Men det er ikke simpelt at transportere, da det først skal være under tryk eller væske. Produktion af brint fra vand ved hjælp af aluminium er ikke nyt. Men disse processer har altid brug for en katalysator, som traditionelt betyder tilsætning af syrer, baser eller yderligere energi eller ved anvendelse af høje temperaturer. Nogle af disse katalysatorer kan være giftige og forurenende. Denne nye proces derimod har brug for nano-pulveret af aluminiumslegering og en vandbaseret væske - vand, sportsdrink, urin, spyt. Nanopulveret er lavet af små korn af aluminium og andre metaller arrangeret i et nanomønster.
”Vi har ingen katalysator, vores biprodukter er inerte og ikke-giftige, og det er meget effektivt, ” siger Grendahl.
Holdet er i øjeblikket i færd med at patentere deres opfindelse. De næste trin vil være at optimere processen og opskalere. Holdet kan i øjeblikket fremstille pulveret i kilogrammængder, og forventer, at det vil være relativt enkelt og billigt at fremstille større mængder. Derefter vil andre ARL-teams blive involveret i at arbejde med applikationer. Der har også været interesse fra universiteter og privat industri. Dette er ikke overraskende, i betragtning af hvor anvendelig rent produceret brint på anmodning kan være til ting som brintdrevne biler. Men som eksperter advarer, er det endnu ikke klart, hvordan processen vil fungere uden for laboratoriet.
Hvis det er vellykket, kan fremtidens soldat tænde på hans eller hendes lommelygter og kommunikationsenheder med intet andet end sodavand og tisse. Tal om genbrug.
