Në një përparim për energjinë e qëndrueshme, inxhinierët e Institutit Teknologjik të Massachusetts (MIT), zhvilluan një mënyrë për të prodhuar karburant hidrogjeni nga elementë të zakonshëm si alumini nga kanaçet e vjetra të gazit, uji i kripur dhe llumi i kafesë, përcjell Katror.info.
Kjo teknologji e re mund të transformojë prodhimin e qëndrueshëm të energjisë duke ofruar një mënyrë të shpejtë dhe të mirë për mjedisin për të prodhuar hidrogjen – një lëndë djegëse që fuqizon motorët dhe qelizat e karburantit pa prodhuar karbon.
Shkenca pas inovacionit
Ekipi hulumtues i MIT zbuloi se alumini i pastër i nënshtrohet një reaksioni kimik që lëshon spontanisht gaz hidrogjeni kur përzihet me ujin e detit. Hidrogjeni, me veçoritë e tij të djegies së pastër, mund të përdoret në një sërë aplikimesh energjetike, duke reduktuar varësinë nga lëndët djegëse fosile dhe duke ulur emetimet e gazeve serrë. Megjithatë, ky reagim është përgjithësisht i ngadaltë.
Në një studim të fundit të botuar në Cell Reports Physical Science, ekipi zbuloi se shtimi i kafeinës, një stimulues i zakonshëm i pranishëm në llumrat e kafesë, mund ta përshpejtojë shumë këtë proces. Duke e trajtuar paraprakisht aluminin me një aliazh metali të rrallë dhe duke e ekspozuar atë në ujë të kripur, ekipi ishte në gjendje të krijonte një proces që prodhon gaz hidrogjen shumë më shpejt kur shtohet kafeina.
Gjetjet kryesore dhe si e bënë atë
Studimi zbuloi se fishekët e përgatitur të aluminit lëshojnë gaz hidrogjeni kur zhyten në ujin e filtruar të detit. Procesi i para-trajtimit përfshin përdorimin e një aliazhi metalik të rrallë për të pastruar aluminin dhe për ta bërë atë jashtëzakonisht reaktiv me ujin e detit. Jonet e kripës në ujin e detit më pas rikuperojnë aliazhin, duke e lejuar atë të ripërdoret në një cikël të qëndrueshëm.
“Uji i detit është një zgjidhje jonike që është shumë e lirë dhe e disponueshme,” tha autori kryesor Aly Kombargi, një studente doktorature në departamentin e Inxhinierisë Mekanike të MIT. “Unë shkova fjalë për fjalë në plazhin Revere me një mik dhe ne rrëmbim shishet tona dhe i mbushëm. Pas filtrimit të algave dhe rërës, ne shtuam alumin dhe ai funksionoi me të njëjtat rezultate të qëndrueshme.”
Studiuesit vunë re se, ndërsa alumini prodhon hidrogjen kur reagon me ujin e kripur, procesi është i ngadalshëm. Me një dëshirë, ata shtuan llum kafeje në përzierje dhe zbuluan një rritje të konsiderueshme në shpejtësinë e reagimit. Studime të mëtejshme treguan se imidazoli, një përbërës aktiv në kafeinë, përshpejton aktivitetin. “Ne kishim gjithçka që dëshironim: rikuperimin e indiumit të galiumit, plus reagimin e shpejtë dhe efikas,” tha Kombargi.
Aplikimet dhe progresi në të ardhmen
Inxhinierët e MIT tani po punojnë në një reaktor të vogël për përdorim në anije detare ose automjete nënujore. Ky reaktor do të kishte fishekë alumini, një sasi të vogël aliazh galium-indium dhe kafeinë. Duke u futur në ujin e detit, reaktori mund të prodhojë hidrogjen sipas kërkesës për të fuqizuar një motor në bord ose për të gjeneruar energji.
“Kjo është shumë interesante për aplikimet detare si varkat ose automjetet nënujore, sepse nuk do t’ju duhet të mbani ujin e detit – është lehtësisht i disponueshëm,” vuri në dukje Kombargi. “Ne gjithashtu nuk duhet të mbajmë një rezervuar hidrogjeni. Në vend të kësaj, ne do të transportonim aluminin si “karburant” dhe thjesht do të shtonim ujë për të prodhuar hidrogjenin që na nevojitet.”
Bashkautorët e studimit përfshijnë Enoch Ellis, një universitar në inxhinieri kimike; Peter Godart, PhD, i cili zhvilloi një kompani që riciklon aluminin si burim karburanti hidrogjeni; dhe Douglas Hart, një profesor i inxhinierisë mekanike në MIT. Përpjekjet e tyre të koordinuara synojnë të prodhojnë karburant hidrogjen në një mënyrë efikase dhe të qëndrueshme.
Ballafaqimi me vështirësitë
Një problem kryesor në përdorimin e hidrogjenit si lëndë djegëse është rreziku i transportimit të gazit, i cili është shumë i djegshëm. Ekipi i Hart e trajtoi këtë problem duke u fokusuar në alumin, një material i qëndrueshëm dhe i bollshëm që kombinohet me ujin për të krijuar hidrogjen.
Megjithatë, kur ekspozohet ndaj ajrit, alumini formon një shtresë oksidi, e cila parandalon reaksione të mëtejshme. Shkencëtarët e kapërcejnë këtë duke e trajtuar paraprakisht aluminin me një aliazh galium-indium, i cili heq shtresën e oksidit dhe lejon prodhimin e vazhdueshëm të hidrogjenit. Ata zbuluan se aliazhi mund të rikuperohej dhe të ripërdorej, duke e bërë metodën edhe me kosto efektive dhe të qëndrueshme.
Provat e hershme të ekipit përdorën ujë të freskët, i cili është i pakët në rajonet detare. Kalimi në ujin e detit bëri të nevojshme trajtimin e joneve shtesë, të cilat ngadalësuan reagimin. Përparimi ndodhi me përfshirjen e llumeve të kafesë, veçanërisht imidazolit në kafeinë, i cili ruajti shkallën e shpejtë të reagimit.
Përshkallëzimi
Hapat e ardhshëm të ekipit të MIT përfshijnë testimin e reaktorit të hidrogjenit në kushte detare dhe nënujore. Ata vlerësojnë se një reaktor që përmban rreth 40 kilogramë fishekë alumini mund të fuqizojë një avion të vogël nënujor për rreth 30 ditë duke prodhuar vazhdimisht hidrogjen nga uji i kripur përreth. /Katror.info
Përgatiti:
