Quando gli scienziati dell'esercito mischiarono in acqua parte della loro nuova nano-polvere a base di alluminio, i risultati furono sorprendenti.
"Ha gorgogliato in modo molto simile a un tablet Alka-Seltzer, ma probabilmente più violentemente", afferma Kristopher Darling, scienziato dei materiali presso il US Army Research Laboratory (ARL) nel Maryland.
Gli scienziati hanno capito che la polvere stava in qualche modo dividendo l'acqua e rilasciando idrogeno, una scoperta emozionante data l'utilità dell'idrogeno come combustibile. Ma quando hanno mescolato la polvere con l'urina, le cose sono diventate davvero eccitanti. Il gorgoglio, già vigoroso, divenne ancora più vivace, suggerendo che la polvere stava estraendo più idrogeno dall'urina che dall'acqua. Misure successive hanno mostrato che la velocità di reazione era circa il doppio.
Perché gli scienziati dell'esercito mescolavano nano-polvere di alluminio e pipì, potresti chiedere? Bene, la missione del laboratorio è quella di sviluppare materiali che un giorno potrebbero aiutare i soldati sul campo.
"Come si fornisce energia alle squadre in trasferta che sono andate via per un lungo periodo di tempo?", Chiede Darling. "Quindi abbiamo iniziato a esaminare come utilizzare i fluidi esistenti che il solider avrebbe su di loro?"
Il team non è ancora sicuro del perché la polvere di alluminio produca più idrogeno dall'urina che dall'acqua. Potrebbe avere qualcosa a che fare con gli elettroliti nelle urine o differenze nel pH. Ma quello che sanno è che la capacità di produrre idrogeno sul campo potrebbe avere notevoli benefici.
"Le applicazioni potrebbero essere ovunque tu abbia bisogno di energia", afferma lo scienziato ARL Scott Grendahl.
I soldati potevano trasportare nano-polvere di alluminio da mescolare con acqua o urina per spremere una cella a combustibile. La polvere potrebbe essere verniciata all'interno dei serbatoi per, quando bagnata, fornire un aumento di potenza quando il carburante si esauriva. Potrebbe essere stampato in 3D in parti per droni o robot che potrebbero "auto-cannibalizzare" quando si esaurisce la potenza immergendosi nell'acqua.
La polvere potrebbe anche essere potenzialmente prodotta sul campo raccogliendo cose come lattine di alluminio e veicoli fatti saltare in aria. Se questo avesse successo, allora i soldati in teoria potrebbero ricavare carburante solo da materiali di recupero e dalle loro stesse urine.
Questo è un grosso problema, poiché una grande percentuale di morti per soldati in Medio Oriente avviene durante i convogli di approvvigionamento di carburante. Questo fatto ha dato alle forze armate statunitensi un grande incentivo a creare nuove tecnologie di carburante più efficienti.
L'idrogeno è stato a lungo propagandato come combustibile verde. Ma non è semplice da trasportare, poiché deve prima essere pressurizzato o liquefatto. La produzione di idrogeno dall'acqua usando l'alluminio non è nuova. Ma questi processi hanno sempre avuto bisogno di un catalizzatore, che tradizionalmente significa aggiungere acidi, basi o energia aggiuntiva o usare alte temperature. Alcuni di questi catalizzatori possono essere tossici e inquinanti. Questo nuovo processo, al contrario, ha semplicemente bisogno della nano-polvere in lega di alluminio e di un liquido a base d'acqua: acqua, bevande sportive, urina, saliva. La nano-polvere è composta da minuscoli granelli di alluminio e altri metalli disposti a nano-pattern.
"Non abbiamo catalizzatore, i nostri sottoprodotti sono inerti e non tossici, ed è molto efficiente", afferma Grendahl.
Il team sta attualmente brevettando la loro invenzione. I prossimi passi saranno l'ottimizzazione del processo e il ridimensionamento. Il team può attualmente produrre la polvere in quantità di chilogrammi e si aspetta che produrre quantità maggiori sia relativamente semplice ed economico. Successivamente, altri team ARL saranno coinvolti a lavorare sulle applicazioni. C'è stato anche interesse da parte di università e industria privata. Ciò non sorprende, dato che l'idrogeno su richiesta può essere prodotto in modo pulito per auto come l'idrogeno. Ma, come avvertono gli esperti, non è ancora chiaro come il processo funzionerà al di fuori del laboratorio.
Se ha successo, il soldato del futuro potrebbe alimentare le sue torce e dispositivi di comunicazione con nient'altro che lattine vuote e pipì. Parlare di riciclaggio.
