Mnozí čtenáří sdělovacích prostředků v poslední době zaznamenali články o převratu ve vodíkové energetice nebo o tom, jak budou motory místo benzínem či elektřinou poháněné vodou a podobné "optimistické" články.
Byla totiž vyrobena slitina hliníku, která z vody intenzívně a ochotně uvolňuje vodík.
O co vlastně jde?
Hliník je ve skutečnosti velice reaktivní kov. Kdyby té reaktivitě hliníku odpovídalo skutečné chování výrobků z hliníku, tak například místo hliníkové lžičky nebo alobalu bychom za nějaký den našli pouze hromádky šedavého prachu korozních produktů hliníku. Stejně by dopadly všechny výrobky z hliníku, dveře, okna, konstrukce skleníků, střecha z hliníkových plechů, letadla a některá auta.....
To, že se tak neděje, má na svědomí látka, která se nazývá oxid hliníku. Chemicky poměrně odolná a mechanicky velice tvrdá látka, ale co je podstatné, na povrchu hliníku a prakticky všech známých hliníkových slitin se vylučuje ve formě souvislé, nepropustné a odolné vrstvy o tloušťce několika mikronů, které tyto slitiny dokonale chrání před jejich rozpadem oxidací vzdušným kyslíkem a vodou. Podléhá a hliník se tak rozpouští pouze v silných chemických činidlech, jako jsou roztoky alkalických louhů nebo některých kyselin. Některé silné kyseliny, například kyselina dusičná v určitých koncentracích, dokonce naopak hliník pasivují, protože mají oxidační účinky, kterými se vrstva oxidu hlinitého na povrchu hliníku naopak ještě zesiluje.
Vrstva oxidu hliníku na kovu má i různá technická využití. Například procesem zvaným eloxování hliníku se vrstva oxidu hliníku ještě výrazně zesiluje a dá se i probarvovat, takže vytváří na hliníkových dílech odolný a vzhledově pěkný povrch použitelný jako kvalitní finální úprava hliníkových dilů. Tenké vrstvy oxidu hlinitého na hliníkové fólii se využívají v elektrotechnice a elektronice na výrobu vysoce kapacitních kondenzátorů a superkapacitorů pro krátkodobé ukládání elektrické energie.....
Ovšem ona výše zmíněná a nově objevená hliníková slitina se vyznačuje tím, že na jejím povrchu stabilní a stejnoměrná ochranná vrstva oxidu hlinitého nevzniká. Pravda, oxid hlinitý jako produkt oxidace hliníku vzniká vždy, ale v tomto případě nevzniká ve formě souvislé odolné tenké vrstvy pevně přilnuté k povrchu hliníkové slitiny. Vzniká v nějaké práškové formě odpadající od povrchu slitiny, která tak zůstává neustále obnažená a nechráněná. Hliník v této slitině tak koroduje "přirozenou" rychlostí čistě jen danou reaktivitou tohoto kovu, tedy dost rychle
Z této slitiny se tak dá velice snadno udělat generátor vodíku. Stačí kousky slitin v nějaké nádobě uzavřít , zalít vodou a máme tady vodík.
Uvnitř probíhá tato reakce:
2Al + 3 H2O -> Al2O3 + 3H2
54 gramů hliníku a 54 gramů vody uvolní 6 gramů vodíku ( za běžného tlaku a teploty asi 66 litrů) a vznikne 102 gramů oxidu hlinitého. 1 kilogram hliníku uvolní z vody asi 1240 litrů vodíku. To je pěkné, víc než kubík vodíku. Jenže co když toho vodíku potřebujeme víc, třeba pro pohon vodíkového auta? Vodíkové auto spotřebuje na 100 kilometrů 0,7 až 1 kg vodíku.
Na takových 600 kilometrů, ekvivalent plné nádrže vodíku nebo benzínu by bylo třeba 40 - 60 kg hliníku a minimálně odpovídající množství vody.
Jenže co s těmi zhruba 80 - 120 kilogramy oxidu hlinitého, které při té výrobě vodíku vznikají jako odpad?
A tady je jádro problému, proč se jedná o hliníkový vodíkový humbuk.
Oxid hlinitý je v podstatě ruda, ze které ze vyrábí kovový hliník. A to poměrně dost těžce, elektrolýzou v tavenině při teplotě okolo 950 st C. Dochází přitom k významným energetickým ztrátám a k exhalacím oxidu uhelnatého a fluóru, který působí dost nepřiznivě na okolí hliníkové hutě. Taky následné přečišťování a rafinace hliníku, bez kterého se z něho kvalitní slitina neudělá, je energeticky a ekologicky náročná, vesměs se provádí v taveninách solí za teploty mnoho set stupňů.
Takže z hliníku se sice velmi snadno vyrobí vodík, ale jen jednou. Opakovaná výroba s nutnou recyklací hliníku zpátky do kovového stavu je energeticky a ekologicky velice náročná. Pro získání vodíku jsou mnohem výhodnější a ekologičtější jiné, dávno používané způsoby. Například "obyčejná" elektrolýza vody, kdy lze s výhodou použít nadbytečnou elektřinu z obnovitelných zdrojů. Nebo v současné době ještě levnější tepelný rozklad zemního plynu, respektive metanu CH4 . A v budoucnu možná přímý rozklad vody, za teplot vysoko nad 1000 st C, pokud se podaří získat dostatečně levné zdroje vysokopotencionálního tepla, například vývojem jaderných či v budoucnosti fůzních reaktorů.
Ne že by výše uvedená hliníková slitina byla úplně k ničemu. V dobrém obalu je pravděpodobně neomezeně skladovatelná. K výrobě vodíku stačí obyčejná voda, které je všude dost. Odpadem z této výroby vodíku je oxid hlinítý, tedy chemicky dost inertní a nejedovatá látka, pokud ostatní kovy obsažené v této slitině nebudou toxické.
Slitina se tedy může výhodně používat v laboratořích jako zdroj vodíku. Nebo jako jednorázový mobilní zdroj vodíku třeba na různých expedicích nebo u vojáků. Všude tam, kde by se jinak musela tahat třeba složitá aparatura na výrobu vodíku.
Ale jako zdroj vodíku v energetice, v průmyslu, v běžné civilní dopravě atd určitě ne.
Maximálně snad ve snech technicky a chemicky nevzdělaných "alternativců" , odpůrců klasické energetiky, dopravy, průmyslu .....
