Alternativní energie na příštích 300 000 let - hořčík  
Stránky Tokijského technického institutu informují o vylepšeném palivovém článku. Alternativní energetický zdroj na bázi hořčíku v němž hlavní roli hraje mořská voda a solární laser tak dostává ucelenější formu.


Ústřední postavou japonské vize je hořčík (magnesium). Ačkoli ho je všude habaděj, díky své poměrně velké reaktivitě se v přírodě vyskytuje pouze ve sloučeninách. Ve všech má mocenství Mg+2. V zemské kůře je tohoto prvku více než 2 %, čímž se řadí hned za vápník.
K jeho získávání v čisté formě byla vymyšlena celá řada metod. Tento kov se připravuje elektrolýzou taveniny chloridu hořečnatého, kdy se na grafitové anodě uvolňuje chlor a na železné katodě hořčík.  Roztavený hořčík stoupá na povrch a sbírá se lžícemi ve kterých jsou díry. Další možností, jak se dopracovat k je tzv. karbotermický způsob. Provádí se v elektrické obloukové peci při teplotě nad 2000°C, která se musí přesně hlídat, aby nedocházelo k reakci oxidu uhelnatého s parami hořčíku. Další z možností je silikotermický způsob při němž se využívá reakce páleného dolomitu s křemíkem ve vysokovakuových pecích. Všechny stávající metody jsou technologicky složité, ekonomicky náročné a ekologicky nečisté. Japonci navrhují nový postup. Jako zdroj hořčíku má posloužit moře. Vody oceánů ho mají v každém litru  1,35 g a po sodíku je v ní druhým nejvíce zastoupeným kationtem.  Z mořské soli, která zbude po odpaření vody vědci navrhují získávat hořčík vysokou teplotou. Tu má zaopatřit Slunce. Asistovat při tom budou solární panely a solární laser. Bez laseru se to neobejde, protože k dosažení 3700 stupňů Celsia, které jejich technologie vyžaduje, by pouhá solární zrcadla nestačila.

 


Sluncem napájený laser pohání „hořčíkový cyklus“ jehož produktem je vodík. Ten lze využít v palivovém článku. Nebo jej lze spálit klasicky a roztočit jím třeba turbínu.

 

 

 

Zvětšit obrázek
Pár fresnelových čoček o ploše 1,3 metrů čtverečních soustředí sluneční paprsky do keramického Cr:Nd:YAG oscilačního zesilovače. (Kredit: Tokyo Institute of Technology)

 

Zvětšit obrázek
Schema laseru

Laser, jehož aktivním materiálem je izotropní krystal ytrito-hlinitého granátu (Y3Al5O12) dopovaný ionty neodymu a chromu, ohřeje oxid hořečnatý až na 4000 stupňů Celsia. Teplem se rozloží na základní složky (kyslík a hořčík). Proud inertního plynu argonu odpařené molekuly hořčíku odnáší směrem k chladné mosazné desce, kde se kov usazuje. (Kredit: Applied Physics Letters)

 

 

 

Inženýři z firmy MagPower nyní k budoucímu využití hořčíku přispěli vylepšením palivového článku („kov-vzduch“). K jejich zařízení stačí dodat vodu a sůl (NaCl), ale v nouzi se spokojí i s vodou mořskou. Hořčík v tomto článku funguje jako anoda. Firma MagPower nyní tyto články označované zkratkou MAFC (magnesium –air fuel cell) doplňuje speciální látkou, která eliminuje vznik vodíku. Složení elektrolytické přísady výrobce neuvádí, ale má kromě vychytávání výbušného plynu zlepšovat i parametry vnitřního odporu článku, snižovat tlak v článku a dovolit jejich miniaturizaci. Jiný vědec - Doron Aurbach z Bar-Ilan University v Israeli zase vyvinul hořčíkovou nabíjecí baterii, obdobu dnes používaných článků na bázi lithia. Zdá se, že hořčík se pomalu, ale nezadržitelně prosazuje do své budoucí zářné role.

 

Hořčík + kyslík + voda + sůl + aditiva = elektrický proud (Kredit MagPower Systém, Inc.)

Jeden problém, který se často rád zamlčuje, tu ale zůstává. Ačkoliv hořčík není tak reaktivní jako další kovy alkalických zemin (např. sodík), a nemusí se proto uchovávat pod petrolejem, stačí aby byl v suchu, jeho nahromadění v sobě skrývá dost značné riziko. Má sklony k oxidaci, a jakmile jednou chytne, vytvoří obrovský žár a nic ho neuhasí.  Je například součástí bojové látky označované jako „super napalm„ což je samozápalná směs vzniklá z klasického napalmu přidáním slitiny sodíku a hořčíku. Zapaluje se při styku s vlhkostí a hoří i na sněhu.

Zvětšit obrázek
Tak září hořčík, teplota dosahuje 2 200 stupňů Celsia a kvůli vznikajícímu ultrafialovému záření není radno se do plamene dívat přímo.

Na velkosklady hořčíku praxe zatím není připravena. Japonští vědci se chystají vyřešit i tento problém. Jejich přesvědčení, že naše energetická budoucnost je v hořčíku je neochvějná. Podle šéfa výzkumného týmu Takashi Yabeho zvládnutí této technologie by nám mělo vytrhnout trn z paty zhruba na 300 000 let. Kéž by tak měli Japonci pravdu! Cena ropy se právě dnes vyšplhala na roční maximum 87,22 USD za barel. Česko sice nemá moře, ale v podobě magnezitu  (MgCO3) je tohoto perspektivního prvku u našich slovenských sousedů dost a dost.


Prameny: Tokyo Institute of Technology, MagPower Systém, Inc. 



 

Datum: 26.04.2010 22:00
Tisk článku

Související články:

Experiment XENON1T lovil temnou hmotu a možná chytil temnou energii     Autor: Stanislav Mihulka (17.09.2021)
Jak čelit dopadům vývoje energetiky v Evropě na Česko?     Autor: Vladimír Wagner (05.09.2021)
Dysonova sféra kolem černé díry by mohla být extrémním zdrojem energie     Autor: Stanislav Mihulka (22.08.2021)
Ze zločince zachráncem? Baterie s oxidem uhličitým skvěle skladuje elektřinu     Autor: Stanislav Mihulka (31.07.2021)
Jsou černé díry ve skutečnosti temnými hvězdami s Planckovým srdcem?     Autor: Stanislav Mihulka (09.03.2021)



Diskuze:



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace