Da hærforskere blandet noe av det nye aluminiumsbaserte nanopulveret i vann, var resultatene oppsiktsvekkende.
"Det boblet veldig på en Alka-Seltzer-tablett, men sannsynligvis mer voldsomt, " sier Kristopher Darling, materialforsker ved US Army Research Laboratory (ARL) i Maryland.
Forskerne skjønte at pulveret på en eller annen måte delte vann og ga ut hydrogen, en spennende oppdagelse gitt hydrogens nytte som drivstoff. Men da de blandet pulveret med urin, ble ting veldig spennende. Den boblende, allerede kraftige, ble enda mer livlig, og antydet at pulveret ekstraherte mer hydrogen fra urin enn fra vannet. Senere målinger viste at reaksjonshastigheten var omtrent dobbelt.
Hvorfor blandet hærforskere aluminium nanopulver og tiss, spør du kanskje? Laboratoriets oppgave er å utvikle materialer som en dag kan være til fordel for soldater i feltet.
“Hvordan leverer du energi til bortelag som er borte i en lengre periode?” Spør Darling. "Så vi begynte å se på hvordan bruker du eksisterende væsker som lodderen ville ha på dem?"
Teamet er ennå ikke sikker på hvorfor aluminiumspulveret produserer mer hydrogen fra urin enn fra vann. Det kan ha noe med elektrolyttene i urin å gjøre, eller forskjeller i pH. Men det de vet er at evnen til å produsere hydrogen i feltet kan ha dramatiske fordeler.
"Søknadene kan være hvor som helst du trenger kraft, " sier ARL-forsker Scott Grendahl.
Soldater kunne bære nano-pulver av aluminium for å blande med vann eller urin for å juice opp en brenselcelle. Pulveret kunne males på innsiden av stridsvogner for å, når det er fuktet, gi et kraftøkning når drivstoffet gikk tom. Det kan 3D skrives ut i deler for droner eller roboter som kan “selvkanyibalisere” når de har lite strøm ved å dyppe seg i vann.
Pulveret kan også potensielt produseres i feltet ved å samle ting som aluminiumsbokser og oppblåste kjøretøy. Hvis dette var vellykket, kunne soldater i teorien lage drivstoff av ingenting annet enn scavenged materialer og sin egen urin.
Dette er en stor avtale, ettersom en stor prosentandel av soldatdødsfall i Midt-Østen skjer under konvojene for drivstoffforsyning. Dette faktum har gitt det amerikanske militæret et stort insentiv til å lage nye, mer effektive drivstoffteknologier.
Hydrogen har lenge blitt spionert som et grønt drivstoff. Men det er ikke enkelt å transportere, da det først må være under trykk eller væske først. Å produsere hydrogen fra vann ved bruk av aluminium er ikke nytt. Men disse prosessene har alltid trengt en katalysator, som tradisjonelt betyr å tilsette syrer, baser eller ekstra energi, eller bruke høye temperaturer. Noen av disse katalysatorene kan være giftige og forurensende. Denne nye prosessen, derimot, trenger ganske enkelt aluminiumslegeringens nanopulver og en vannbasert væske - vann, sportsdrikk, urin, spytt. Nanopulveret er laget av bittesmå korn av aluminium og andre metaller arrangert i et nanomønster.
"Vi har ingen katalysator, biproduktene våre er inerte og ikke-giftige, og det er veldig effektivt, " sier Grendahl.
Teamet er for tiden i ferd med å patentere oppfinnelsen. De neste trinnene er å optimalisere prosessen og skalere opp. Teamet kan for tiden lage pulveret i kilogrammengder, og regner med at det vil være relativt enkelt og billig å lage større mengder. Etter det vil andre ARL-team engasjere seg for å jobbe med applikasjoner. Det har også vært interesse fra universiteter og privat næring. Dette er ikke overraskende, gitt hvor nyttig produsert hydrogen på forespørsel kan være for ting som hydrogendrevne biler. Men som eksperter advarer, er det ennå ikke klart hvordan prosessen vil fungere utenfor laboratoriet.
Hvis det er vellykket, kan fremtidens soldat slå på lommelyktene og kommunikasjonsenhetene sine med bare tomme brusbokser og tisse. Snakk om resirkulering.
