Vízzel való kölcsönhatás során egy kilogramm elektrorobbanásveszélyes alumínium nanopor 1244,5 liter hidrogént bocsát ki, ami elégetve 13,43 MJ hőt ad. Egy ilyen hidrogén-előállítási eljárás hatékonysága nagyobb, mint az elektrolízis esetében. Az elektrorobbanásveszélyes alumínium nanopor oxidációja 100%-ban megy végbe, azaz a felhasznált anyag teljesen elhasználódik.

Leírás:

Számos fontos polgári és katonai alkalmazáshoz szükség van mobil energiaforrásokra, különösen a hidrogénnel működőkre, valamint olyan technológiákra, amelyek fogadása hidrogén normál, terepi körülmények között. A probléma műszaki megoldása - a hidrogéntermelés kemotermikus hatású energiatároló anyagok felhasználásán alapul, különös tekintettel a generátorok hidrogén, amely az önmelegedő elektrorobbanásveszélyes alumínium nanorészecskék (ALEX) hatásán dolgozik vízben.

Amikor interakcióba lép víz egy kilogramm elektrorobbanásveszélyes alumínium nanoporból 1244,5 liter hidrogén szabadul fel, ami elégetve 13,43 MJ hőt ad. Egy ilyen folyamat hatékonysága fogadása A hidrogén magasabb, mint az elektrolízis esetében. Az elektrorobbanásveszélyes alumínium nanopor oxidációja 100%-ban megy végbe, azaz a felhasznált anyag teljesen elhasználódik.

Az alumínium nanoporok vízzel való kölcsönhatási folyamatának termikus rezsimjének jellemzői olyan új hatások megjelenéséhez vezetnek, amelyek nem ismertek a nagy alumíniumporok reakciójában.

Először is ez a nanorészecskék önmelegedésének hatása a környező víz hőmérsékletét több száz fokkal magasabb hőmérsékletre.

Ipari mikron méretű alumíniumpor alkalmazásakor tehát a hidrogénfejlődés sebessége mindössze 0,138 ml/s/1 g por. Ugyanakkor a kiindulási pornak csak 20...30%-a alakul át végtermékké - alumínium-oxidok és -hidroxidok keverékévé. Az alumínium nanopor reaktivitása jobb, mint a hagyományos ipari mikron méretű porok. Ugyanakkor a hidrogénfejlődés sebessége alumínium nanopor és desztillált víz kölcsönhatása során 60 °C-on 3 ml/s/1 g por, 80 °C-on 9,5 ml/s/1 g por, amely meghaladja a hidrogénfejlődés sebességét.hidrotermálisnál szintézis körülbelül 70 alkalommal.

A nanopor további előnye ebben a reakcióban, hogy az alumínium konverziós foka 98...100% (hőmérséklettől függően).

Ezenkívül még kis mennyiségű lúg bejuttatása desztillált vízbe a reakciósebesség jelentős növekedéséhez vezet: ha az oldat pH-ja 12-re emelkedik, a hidrogénfejlődés sebessége másodpercenként 18 ml-re nő 1 grammonként. por 25 °C-on. A hidrogénfejlődés sebessége mikron méretű alumínium 8 g/l NaOH-t tartalmazó oldatban, azonos hőmérsékleten történő feloldásakor mindössze 1 ml/s/1 g por.

A bemutatott adatok azt mutatják, hogy az elektrorobbanásveszélyes alumínium nanoporok, ellentétben a kompakt alumíniummal és a nagy ipari porokkal, nagy sebességgel és ~100%-os konverziós fokkal lépnek kölcsönhatásba a vízzel, és ezek felhasználása teszi lehetővé megfelelő sebességű hidrogén előállítását. normál körülmények között.

Előnyök:

– egyszerű és hatékony módja a hidrogén előállításának normál és terepi körülmények között,

– hidrogéntermelés nagy sebességgel - 10 (tíz)szer nagyobb, mint a hagyományos technológiákat,

hidrogén ipari előállítása víz cinksavakból vizes sósav gáz elektrolízisével laboratóriumban csináld magad kénsav
megoldási módszerek egyenletséma beállítás reakciómódszerek elektrolizátor hidrogén előállítására
oxigén ammónia-peroxid peroxid folyékony hidrogén-oxid kémiai előállítása otthon a vas fém tulajdonságaival videó
elektromos víz előállítása hidrogénből és oxigénből ipari alkalmazásban alumíniumból
csináld magad elektrolizáló módszerek hidrogén előállításáravásárolni vízből
reakcióegyenlet technológia készülék képlet eljárás ipari módszer bináris szervetlen vegyület hidrogéngőz előállítására
energiafelhasználás hidrogéntermelés

Keresleti ráta 257

A hidrogént régóta tekintik, és egyes helyeken környezetbarát üzemanyagként használják. A hidrogénüzemanyag szélesebb körű felhasználását azonban számos máig megoldatlan probléma nehezíti, amelyek közül a legfontosabb a tárolás és a szállítás. Az amerikai hadsereg kutatólaboratóriumának kutatóinak egy csoportja azonban, miközben kísérleteket végzett a Maryland melletti Aberdeen Proving Groundon, véletlen felfedezést tett. Miután vizet öntöttek egy speciális alumíniumötvözet rúdra, amelynek összetételét máig titkolják, a kutatók észrevették, hogy a gyors hidrogénfejlődés folyamata azonnal megindult.

Egy iskolai kémiatanfolyamról, ha még valaki emlékszik rá, a hidrogén a víz és az alumínium reakciójának mellékterméke. Ez a reakció azonban általában csak kellően magas hőmérsékleten vagy speciális katalizátorok jelenlétében megy végbe. És még akkor is elég "lassan" megy, körülbelül 50 óra kell egy hidrogénes autó tankjának feltöltéséhez, és ennek a hidrogén-előállítási módszernek az energiahatékonysága nem haladja meg az 50 százalékot.

A fentieknek semmi köze ahhoz a reakcióhoz, amelyben az új alumíniumötvözet részt vesz. "Ennek a reakciónak a hatékonysága közel 100 százalék, és maga a reakció kevesebb, mint három perc alatt "felgyorsul" a maximális teljesítményre" - mondja Scott Grendahl, a tudományos csoport vezetője.

A hidrogént szükség szerint előállító rendszer alkalmazása sok meglévő problémát megold. A víz és az alumíniumötvözet könnyen szállítható egyik helyről a másikra, mindkét anyag inert és önmagában is stabil. Másodszor, nincs szükség katalizátorra vagy kezdeti nyomásra a reakció elindításához, a reakció azonnal beindul, amint a víz érintkezésbe kerül az ötvözettel.

A fentiek mindegyike nem jelenti azt, hogy a kutatók csodaszert találtak a hidrogénüzemanyag területén. Ebben az esetben még számos kérdést kell tisztázni vagy tisztázni. Az első kérdés az, hogy egy ilyen hidrogéntermelési séma működne-e a laboratóriumon kívül, mivel számos példa van arra, hogy a kísérleti technológiák jól működnek a laboratóriumban, de a terepen teljesen kudarcot vallanak. A második kérdés az alumíniumötvözetek előállításának bonyolultsága és költsége, a reakciótermékek ártalmatlanításának költsége, amelyek egy új hidrogén-előállítási módszer gazdasági megvalósíthatóságát meghatározó tényezők lesznek.

Összefoglalva, meg kell jegyezni, hogy a fent említett kérdések tisztázása valószínűleg nem fog túl sok időt igénybe venni. És csak ezt követően lehet következtetéseket levonni a hidrogén-üzemanyag előállítására szolgáló új módszer további életképességéről.

aktív fém. Levegőn stabil, normál hőmérsékleten gyorsan oxidálódik, sűrű oxidréteg borítja, ami megvédi a fémet a további tönkremeneteltől.

Az alumínium kölcsönhatása más anyagokkal

Normál körülmények között még forrásban lévő állapotban sem lép kölcsönhatásba a vízzel. A védő oxidfilm eltávolításakor az alumínium energikus kölcsönhatásba lép a levegő vízgőzével, és laza alumínium-hidroxid tömeggé alakul hidrogén és hő felszabadulásával. Reakció egyenlet:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

alumínium-hidroxid

Ha eltávolítja az oxid védőfóliát az alumíniumról, akkor a fém aktív kölcsönhatásba lép. Ebben az esetben az alumíniumpor ég, oxidot képezve. Reakció egyenlet:

4Al + 3O2 = 2Al2O3

Ez a fém sok savval is aktívan kölcsönhatásba lép. Sósavval reagálva hidrogén szabadul fel:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

Normál körülmények között a tömény salétromsav nem lép kölcsönhatásba az alumíniummal, mivel erős oxidálószerként még erősebbé teszi az oxidfilmet. Emiatt a salétromsavat alumínium tartályokban tárolják és szállítják.

Savak szállítása

Az alumíniumot normál hőmérsékleten híg salétromsavval és tömény kénsavval passziválják. A fém forró kénsavban oldódik:

2Al + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + S + 4H2O

Kölcsönhatás nem fémekkel

Az alumínium reagál halogénekkel, kénnel, nitrogénnel és minden nemfémmel. A reakció lezajlásához melegítésre van szükség, amely után a kölcsönhatás nagy mennyiségű hő felszabadulásával történik.

Az alumínium kölcsönhatása hidrogénnel

Az alumínium nem reagál közvetlenül a hidrogénnel, bár ismert szilárd polimer vegyület Alan, amelyben úgynevezett háromközpontú kötvények vannak. 100 Celsius fok feletti hőmérsékleten az alan visszafordíthatatlanul egyszerű anyagokra bomlik. Az alumínium-hidrid hevesen reagál vízzel.

Az alumínium nem reagál közvetlenül a hidrogénnel: a fém elektronok elvesztésével vegyületeket képez, amelyeket más elemek befogadnak. A hidrogénatomok nem fogadnak el elektronokat, amelyek fémeket adnak át vegyületek képzésére. Csak a nagyon reakcióképes fémek (kálium, nátrium, magnézium, kalcium) képesek „kényszeríteni” a hidrogénatomokat elektronok befogadására szilárd ionvegyületek (hidridek) képződésével. Az alumínium-hidrid hidrogénből és alumíniumból történő közvetlen szintézise óriási nyomást (körülbelül 2 milliárd atmoszférát) és 800 K feletti hőmérsékletet igényel. Megismerheti más fémek kémiai tulajdonságait.

Meg kell jegyezni, hogy ez az egyetlen gáz, amely észrevehetően feloldódik az alumíniumban és ötvözeteiben. A hidrogén oldhatósága a hőmérséklettől és a nyomás négyzetgyökétől függően változik. A hidrogén oldhatósága folyékony alumíniumban sokkal nagyobb, mint a szilárd alumíniumban. Ez a tulajdonság kissé változik az ötvözetek kémiai összetételétől függően.

Az alumínium és hidrogén porozitása

alumínium hab

A hidrogénbuborékok képződése az alumíniumban közvetlenül függ a hűtés és megszilárdulás sebességétől, valamint a hidrogén felszabadulását szolgáló gócképző központok jelenlététől - az olvadék belsejében megrekedt oxidok. Az alumínium porozitás kialakulásához lényegesen meg kell haladni az oldott hidrogén tartalmát a hidrogén szilárd alumíniumban való oldhatóságához képest. Nukleációs centrumok hiányában a hidrogénfejlődéshez az anyag viszonylag magas koncentrációja szükséges.

A hidrogén elhelyezkedése a megszilárdult alumíniumban a folyékony alumíniumban lévő tartalom szintjétől és a megszilárdulás körülményeitől függ. Mivel a hidrogén porozitása a diffúzió által szabályozott magképző és növekedési mechanizmusok eredménye, az olyan folyamatok, mint a hidrogénkoncentráció csökkenése és a megszilárdulási sebesség növelése, elnyomják a pórusok magképződését és növekedését. Emiatt a fröccsöntött fémöntvények hajlamosabbak a hidrogénnel kapcsolatos hibákra, mint a fröccsöntött öntvények.

Vannak különböző hidrogénforrások az alumíniumban.

Töltő anyagok(hulladék, rúd, öntödei visszavétel, oxidok, homok és a megmunkálás során használt kenőanyagok). Ezek a szennyező anyagok a vízgőz kémiai bomlása vagy a szerves anyagok redukciója során keletkező hidrogén potenciális forrásai.

olvasztószerszámok. A kaparók, csúcsok, lapátok a hidrogén forrása. A szerszámokon lévő oxidok és fluxusmaradványok felszívják a nedvességet a környező levegőből. A tűzálló kemencék, az elosztócsatornák, a mintavevő üstök, a mészvályúk és a cementiszapok potenciális hidrogénforrások.

A kemence légköre. Ha az olvasztót olajjal vagy földgázzal üzemeltetik, lehetséges a tüzelőanyag tökéletlen elégése szabad hidrogén képződésével.

Fluxusok(higroszkópos sók, készen állnak arra, hogy azonnal felszívják a vizet). Emiatt a nedves fluxus elkerülhetetlenül hidrogént juttat az olvadékba, amely a víz kémiai bomlása során keletkezik.

öntödei formák. A forma megtöltése során a folyékony alumínium turbulensen áramlik, és levegőt von be a belső térfogatba. Ha a levegőnek nincs ideje elhagyni a formát, mielőtt az alumínium megszilárdul, akkor a cső behatol a fémbe.

Üdvözlök mindenkit, ezúttal egy érdekes kísérletet fogunk végezni az alumínium üzemanyaggá, azaz hidrogénné való átalakításával kapcsolatban. Ha láttad a Vissza a jövőbe 2. részét, volt egy érdekes pillanat, amikor Dr. Emmett Brown vezette a DeLoreant.

A jövőben a technológia már régóta dolgozik a háztartási hulladékon, minden szemetet elektromos árammá alakítva. Ilyen konverter a filmben a "Mr. Fusion" nevű eszköz. Doki a maradék italt beleönti a gépbe, majd odadob egy alumíniumdobozt is. Valószínűleg Coca-Cola volt az ital.

De tudományos szempontból hogyan lehet ilyen hulladékból energiát nyerni? Az egyik szerző úgy döntött, hogy megismétli ezt a kísérletet, és egészen jól sikerült. Mi áll mindezek mögött? Valójában minden nagyon egyszerű, alumíniumból nyerjük az energiát, hidrogént vonva ki belőle. Ezt többféleképpen meg lehet tenni, az alumínium meglehetősen instabil fém, ha az oxidfilmje megsemmisül. Ugyanakkor hidrogént kezd kibocsátani, egyszerűen a levegővel érintkezve. Savak és egyéb anyagok felhasználhatók az oxidfilm elpusztítására. Például egyszerűen megkarcolhatja az alumíniumot egy tűvel egy csepp higany alatt, és ezen a helyen az oxidfilm megsemmisül.

Hogy a kísérletben miért lesz szükség Coca-Colára, megtudhatja a cikkből;)

Felhasznált anyagok és eszközök

Anyagok listája:
- tömlők;
- táblák;
- műanyag palackok;
- kétütemű motor;
- DC motor 12V;
- akkumulátor 12V;
- (választható);
- műanyag tartály;
- manométer;
- fém bilincsek;
- egy darab fémcső;
- hideg hegesztés;
- Aktív szén;
- víz;
- vékony acéllemez;
- önmetsző csavarok.

Kémiai reakcióhoz: alumínium, koka-kóla, nátrium-hidroxid.

Eszközök listája:
- olló;
- csavarhúzó;
- fémfűrész;
- ;
- villáskulcsok, csavarhúzók és egyéb apróságok.

Kezdjük a készülék összeszerelését:

Első lépés. Elmélet
A lényeg: vegyük a Coca-Colát, és adjunk hozzá nátrium-hidroxidot. A Coca-Cola foszforsavat tartalmaz, amely nátrium-hidroxiddal reagálva nátrium-ortofoszfátot, valamint vizet kap. Tehát, ha alumíniumot adunk a nátrium-ortofoszfáthoz, heves reakciót kapunk hidrogén felszabadulásával, amire szükségünk van.

Már csak az marad, hogy a tartályt a reakcióhoz igazítsuk, valamint beszereljük a szűrőket és a hidrogénfogyasztót, ami a belső égésű motor.

Második lépés. A reaktor telepítése
Alapnak szüksége lesz egy darab deszkára, ehhez rögzítjük a rudakat, hogy tartsa a tartályt. A tartály nálunk reaktorként működik. Tekerj egy gumitömlőt a kannára, ez kondenzátorként fog működni, hogy ne kerüljön vízgőz a motorba.
A tartály felső részébe nyomásmérőt, valamint gázkivezető tömlő csatlakoztatására szolgáló szerelvényt szerelünk fel.

Csatlakoztatjuk a tartályból a tömlőt a hőcserélőhöz, és a hőcserélő kimenetéhez egy tömlődarab is csatlakozik. A póló egyik kimenete az égő csatlakoztatására szolgál, amely egy darab fémcső. Az égő előtt kell lennie egy csapnak, mert akkor nem tud gázt juttatni a motorba.

Harmadik lépés. Szűrők beszerelése
A szűrőrendszer két szűrőből áll. Az első egy palack, amelyben vizet öntöttek, amelybe a hőcserélő tömlőjét leeresztik. Ezt a szűrőt úgy tervezték, hogy összegyűjtse a hőcserélőben képződő nagy nedvességcseppeket. Ezenkívül ennek a szűrőnek a segítségével egyértelműen megfigyelheti, hogy a gáz milyen aktívan lép be a motorba. A palack rögzítéséhez vágja le egy másik palack alját, és rögzítse önmetsző csavarokkal az alaphoz. Most helyezze be a szűrőt ebbe a konzolba.

Ami a második szűrőt illeti, itt már finomabb tisztítás történik. Öntsön aktív szenet a palackba szűrőelemként. A tömlőket a palackkupakokba fúrt lyukakon keresztül indítjuk el. A tömítéshez forró ragasztót vagy hideghegesztést használhat, mint a szerző.

Negyedik lépés. A motor beszerelése
A hidrogént egy kétütemű belső égésű motorra fogjuk táplálni. Fűnyíróból, láncfűrészből vagy más hasonló berendezésből származó motor megfelelő. A motort csavarokkal rögzítjük az alapra szerelt rúdhoz.

A motort fel kell készíteni a gázüzemre. Ehhez szükségünk van egy kis műanyag palackra. A burkolatba lyukakat vágunk a csavarok számára, és bemeneti lyukat készítünk a karburátornak. A fedelet rögzítjük a karburátorhoz. Vágja le az üveg alját, helyette tegyen rá szivacsot vagy valami hasonlót, ami alkalmas a szűrő szerepére.

Készítsen lyukat a palackban a karburátor bejáratánál, és szereljen be egy gázellátó tömlőt.

A kétütemű motor működésének nagyon fontos pontja a kenési rendszer. Itt a szerző egy nagyon érdekes megoldást talált, az olajat a karburátorba vezetik, vagyis benzin helyett. Kívánt esetben mindig beállíthatja a szükséges olajmennyiséget, amely a belső égésű motor működése során áramlik. A füst mennyisége alapján meg lehet állapítani, hogy sok olaj ömlik vagy kevés, és először meg kell győződni arról, hogy a motor nem melegszik túl. Szerelje fel az állványt, rögzítse rajta az olajtartályt, és csatlakoztassa a tömlőt a karburátorhoz.

A végén 12V-ra szereljük a motort, rákötjük a belső égésű motor tengelyére. Ennek eredményeként kettőt kapunk az egyben, ez egy önindító, amivel beindítjuk a motort, és ez az önindító egyben áramfejlesztőként is működik! A szerző eleinte egy 110 voltos lámpát tervezett inverteren keresztül csatlakoztatni a generátorhoz, de kiderült, hogy az inverter meghibásodott.

A generátor és a motor tengelyei egy darab gumitömlővel vannak összekötve. A megbízhatóság érdekében vékonyabb tömlőt is belehelyezhet egy vastagabbba. Fém bilincsekkel rögzítjük az egészet.

Ezt követően megpróbálhatja elindítani a motort. Permetezze be a légszűrőt indítófolyadékkal, és kapcsolja be a motort a motor pörgetéséhez. Ne feledkezzünk meg a gyújtásról és a forgásirányról.

Ötödik lépés. Kezdjük a telepítés tesztelését!
Először meg kell tankolni a "Mr. Fusion"-t, töltsön be egy Coca-Cola kannát, a szerző 7 dobozt vett el. Ezután adjunk hozzá nátrium-hidroxidot a kólához, és keverjük össze az egészet. Marad az alumínium hozzáadása. A kólából alumíniumdobozokat apróra vágunk és kannában elalszunk. Egy erőteljes reakció azonnal megkezdődik nagy mennyiségű hő és hidrogén felszabadulásával. Lezárjuk a tetőt, és megvárjuk, amíg a kívánt nyomás kialakul. Legalább 2 PSI-nek (0,13 atmoszféra) kell lennie ahhoz, hogy a gáz használható legyen. De kerülje a nagy nyomást, mert a gáz könnyen felrobbanhat!

A reakció során annyi hő szabadul fel, hogy a víz forrni kezd. Ennek elkerülésére a szerző hideg vízzel önti a kannát.

Miközben az egész világ üzemanyagcellákat fejleszt és a jövő hidrogénenergiájáról beszél, a szkeptikusok nem fáradnak ismételgetni, hogy az emberiségnek még mindig nincs olcsó módja a hidrogén előállításának. A víz elektrolízise modern termelési módszer, de globális szintű megvalósításához sok elektromos áramra lesz szükség.

Az emberiség fő reményeit a termonukleáris fúziós projekthez fűzi, amelynek kimeríthetetlen energiaforrást kell nyitnia az emberek előtt, de még senki sem vállalkozott arra, hogy megjósolja az első tokamak üzembe helyezésének időpontját. Emellett a tudósok a baktériumokat arra próbálják adaptálni, hogy élelmiszerekből és ipari hulladékokból hidrogént állítsanak elő, és erre is törekednek utánozzák a fotoszintézis folyamatát amely a vizet hidrogénre és oxigénre választja a növényekben. Mindezek a módszerek még nagyon messze vannak az ipari megvalósítástól.

Úgy tűnik, az amerikai tudósok megtanulták, hogyan lehet nagy mennyiségben hidrogént előállítani alumínium vízzel való reagáltatásával.

A Purdue Egyetem fejlesztői új, alumíniummal dúsított fémötvözetet hoztak létre, amely nagyon hatékony lehet a hidrogén előállításában. Ennek az ötvözetnek a használata többek között gazdaságilag is indokolt, és ez a módszer hamarosan felveheti a versenyt a közlekedésben és az energiaiparban használt modern üzemanyagokkal.

Hogyan beszél Jerry Woodall egyetemi tanár és úttörő innovációja minden területen alkalmazható, a mobil energiatermelő eszközöktől a nagy ipari létesítményekig.

Az új ötvözet 95%-a alumínium, a maradék 5% pedig gallium, indium és ón komplex ötvözete. Bár a gallium nagyon ritka és drága elem, az ötvözetben lévő mennyiségek olyan kicsik, hogy az ötvözet költsége, és különösen az üzemeltetési költsége kereskedelmileg életképes lehet.
Amikor ezt az ötvözetet vízbe vezetik, az alumínium oxidációs reakcióba lép, amelynek eredményeként hidrogén és hőenergia szabadul fel, és az alumínium oxid formájúvá válik.
2Al + 3H 2 O --> 3H 2 + Al 2 O 3 + Q

Egy iskolai kémiatanfolyamról mindenkinek tudnia kell, hogy az alumínium rendkívül aktív fém, könnyen reagál a vízzel, saját oxidációja során hidrogént szabadít fel. Az alumínium használata a mindennapi életben, és különösen főzési edényként azonban teljesen biztonságos, mivel az alumínium felületén mindig van a legvékonyabb, de nagyon erős és inert Al 2 O 3 oxidfilm, aminek köszönhetően az alumínium kénytelen reagálni vízzel nem olyan könnyű.

Az indium-gallium-ón ötvözet kritikus összetevője a Woodall technológiájának: megakadályozza ennek az oxidfilmnek a kialakulását, és lehetővé teszi, hogy az alumínium mennyiségileg reagáljon a vízzel.

A reakció értékes terméke a hidrogén mellett a hőenergia, amely szintén hasznosítható. A timföld és a közömbösebb gallium-indium-ón ötvözet utólag egy ismert ipari eljárásban kinyerhető, így a zárt ciklussal az áramtermelés költsége hazai viszonylatban 2 rubel/kilowattóra alá csökkenhet.

A kémikus-technológusok érdeme, hogy nemcsak az alumíniumötvözet kémiai összetételének kiválasztásának titáni munkáját tudták elvégezni, hanem megtanulták ellenőrizni annak mikroszerkezetét is, ami az anyag funkcionalizálásának kulcsa.

A helyzet az, hogy a fémek keveréke nem képez homogén szilárd oldatot a megszilárdulás során a fémek kristályrácsainak szerkezeti különbségei miatt, ráadásul a kapott ötvözet meglehetősen alacsony olvadáspontú. Ennek eredményeként a végső ötvözet az olvadékból történő hűtés során két független fázis - alumínium és gallium, indium és ón ötvözete - keveréke képződik, az anyag vastagságában mikroszkopikus kristályok formájában.

Ez a kétfázisú összetétel határozza meg az ebben az ötvözetben lévő alumíniumnak a vízzel való reakcióképességét normál körülmények között, ezért kritikus az egész technológia szempontjából.

Ezen túlmenően, mint kiderült, ez az anyag két különböző formában is előállítható, az olvadt fémkeverék hűtési módjától függően. Úgy tűnik, a gyors hűtés (kioltás) során az oldat kristályszerkezetének nincs ideje átrendeződni, aminek következtében a kimeneten lévő minta szinte egyfázisú. A Woodall-ötvözet ebben a formában nem lép reakcióba vízzel, amíg meg nem nedvesíti gallium, indium és ón olvadt keverékével.

Azonban miután felfedezték, hogy egy ilyen nedves anyag képes reakcióba lépni a vízzel normál körülmények között, a tudósok meglehetősen lelkesültek, és egy idő után felfedezték az alumíniumban dúsított olvadék azon képességét, hogy lassú hűtés hatására kétfázisú formában kristályosodjon. Az ilyen anyag már folyékony gallium, indium és ón ötvözet részvétele nélkül is képes reagálni a vízzel. A tudósok úgy vélik, hogy az anyag felületén oxidfilm képződésének megakadályozásában a meghatározó tényező az anyagok mikroszerkezete az anyagot alkotó két fázis határfelületén.

Jelenleg a tudósokat aggasztja az ötvözet brikettálásának technológiai feladata a használhatóság javítása érdekében. Tehát egy alumíniumötvözet tömb behelyezhető egy reaktorba, amelynek méreteit a szükséges hidrogénmennyiség határozza meg, és pontosan annyi hidrogént ad ki, amennyi a szükséges helyen és időpontban szükséges. Egy ilyen technológia a logikai végéhez érkezve a hidrogénenergia két további sürgető problémáját (a vízből való tényleges hidrogéntermelés mellett) megszünteti, nevezetesen a hidrogén tárolását és szállítását.
Az indium, gallium és ón ötvözete inert komponens, és nem vesz részt a reakcióban, így a reakció befejeződése után szinte veszteség nélkül újra felhasználható.

Az alumínium-oxid emellett nagyon kényelmes anyag az elektrokémiai redukció végrehajtásához a Hall-Héroult eljárásnak megfelelően, amelyet jelenleg széles körben használnak az alumíniumiparban:
2Al 2 O 3 + 3C \u003d 4Al + 3CO 2
A tudósok szerint a hidrogén előállítása során keletkező oxidból az alumínium kinyerése még olcsóbb is, mint a bauxitból történő szokásos előállítás, bár a teljes ciklus az alumíniumtól az alumíniumig természetesen költséges – a tudósok nem akartak létrehozni. egy örökmozgó.

A tudományos publikációkban még nem ismertetett Woodall-technológia megvalósítása elvileg nem igényel új innovációkat - csak az ötvözet végfelhasználóhoz való eljuttatásához szükséges infrastruktúra kialakítása és a visszanyerés folyamatának megszervezése. jól elsajátított módszerek az alumínium fém előállítására.

Az alumínium a leggyakoribb fém a Földön. Ezenkívül a bauxitércek – alumíniumot tartalmazó ásványok – kifejlesztésének mellékterméke a gallium – a Woodall-ötvözet legértékesebb összetevője.

Maga a tudós, akit korábban az Egyesült Államokban a technológia területén a legmagasabb díjjal tüntettek ki, a tisztán gazdasági jellegű problémák mellett megjegyzi, hogy további kísérletekre van szükség a kompozíció hatásával kapcsolatban, és különösen a mikrostruktúra a határfelületen az új anyag tulajdonságairól. Az ilyen munka lehetővé teheti a jövőben a galliumnál olcsóbb és könnyebben hozzáférhető fémek használatára való átállást.