Kun armeijan tutkijat sekoittivat osaa uudesta alumiinipohjaisesta nanojauheestaan veteen, tulokset olivat yllättäviä.
"Se kupla hyvin samankaltainen kuin Alka-Seltzer -tabletti, mutta todennäköisesti väkivaltaisemmin", sanoo Kristopher Darling, Marylandin Yhdysvaltain armeijan tutkimuslaboratorion (ARL) materiaalitutkija.
Tutkijat ymmärsivät, että jauhe jakoi jotenkin vettä ja vapautti vetyä, jännittävä löytö, joka antoi vedyn hyödyllisyyden polttoaineena. Mutta kun he sekoittivat jauheen virtsaan, asiat tulivat todella jännittäviksi. Kupla, jo voimakas, muuttui vieläkin vilkkaammaksi, mikä viittaa siihen, että jauhe uutsi enemmän vetyä virtsasta kuin vedestä. Myöhemmät mittaukset osoittivat, että reaktionopeus oli noin kaksinkertainen.
Miksi armeijan tutkijat sekoittivat alumiininano-jauhetta ja pissaa, saatat kysyä? No, laboratorion tehtävänä on kehittää materiaaleja, joista voisi jonain päivänä olla hyötyä kentällä oleville sotilaille.
”Kuinka toimitat energiaa poissa oleville joukkueille, jotka ovat poissa pitkään?” Darling kysyy. "Joten aloimme tutkia kuinka voit käyttää olemassa olevia nesteitä, joita solidilla olisi niille?"
Ryhmä ei ole vielä varma, miksi alumiinijauhe tuottaa enemmän vetyä virtsasta kuin vedestä. Sillä voi olla jotain tekemistä virtsan elektrolyyttien kanssa tai pH: n eroihin. Mutta he tietävät vain, että kyvyllä tuottaa vetyä kentällä voi olla dramaattisia etuja.
"Sovellukset voivat olla missä tahansa tarvitset virtaa", sanoo ARL-tutkija Scott Grendahl.
Sotilaat voivat kuljettaa alumiini-nanojauhetta sekoittaakseen veteen tai virtsaan polttokennon mehuuttamiseksi. Jauhe voitiin maalata säiliöiden sisäpuolelle, jotta ne kostutuisivat lisäämään voimaa, kun polttoainetta loppuu. Se voitaisiin tulostaa 3D-osina droneille tai roboteille, jotka voisivat "itsekanibalisoitua", kun virta loppuu virtaamalla itseään veteen.
Jauhetta voidaan mahdollisesti tuottaa myös kentällä keräämällä esimerkiksi alumiinitölkkejä ja räjäytettyjä ajoneuvoja. Jos tämä olisinistuisi, niin sotilaat teoriassa voisivat saada polttoainetta tyhjästä muusta kuin raaka-aineista ja omasta virtsastaan.
Tämä on iso juttu, koska Lähi-idässä suuri osa sotilaskuolemista tapahtuu polttoaineentoimitusjohtojen aikana. Tämä tosiasia on antanut Yhdysvaltain armeijalle suuren kannustimen luoda uusia, tehokkaampia polttoainetekniikoita.
Vetyä on jo kauan pidetty vihreänä polttoaineena. Mutta se ei ole helppo kuljettaa, koska se on ensin joko paineistettu tai nesteytetty. Vedyn tuottaminen vedestä alumiinia käyttämällä ei ole uusi asia. Mutta nämä prosessit ovat aina tarvitneet katalyyttiä, mikä tarkoittaa perinteisesti happojen, emästen tai lisäenergian lisäämistä tai korkeiden lämpötilojen käyttöä. Jotkut näistä katalyytteistä voivat olla myrkyllisiä ja saastuttavia. Tämä uusi prosessi sitä vastoin tarvitsee vain alumiiniseosnano-jauhetta ja vesipohjaista nestettä - vettä, urheilujuomaa, virtsaa, sylkeä. Nano-jauhe on valmistettu pienistä alumiininjyvistä ja muista metalleista, jotka on järjestetty nanomalliksi.
"Meillä ei ole katalyyttiä, sivutuotteemme ovat inerttejä ja myrkyttömiä, ja se on erittäin tehokas", Grendahl sanoo.
Ryhmä patentoi parhaillaan keksintöään. Seuraavat vaiheet ovat prosessin optimointi ja suurentaminen. Ryhmä voi tällä hetkellä valmistaa jauhetta kilogrammoina, ja odottaa sen olevan suhteellisen yksinkertainen ja edullinen tuottamaan suurempia määriä. Sen jälkeen muut ARL-ryhmät osallistuvat hakemusten käsittelyyn. Myös yliopistot ja yksityinen teollisuus ovat kiinnostaneet asiaa. Tämä ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon, kuinka hyödyllistä on-demand-puhtaasti tuotettua vetyä voisi olla esimerkiksi vetykäyttöisissä autoissa. Mutta kuten asiantuntijat varoittavat, ei ole vielä selvää, miten prosessi toimii laboratorion ulkopuolella.
Jos se onnistuu, tulevaisuuden sotilas saattaa antaa virta taskulamppuilleen ja viestintälaitteilleen vain tyhjillä soodakannuilla ja pissalla. Puhutaan kierrätyksestä.
