Metaallegering produceert waterstof bij contact met water

Een legering van aluminium en gallium produceert spontaan waterstof wanneer hij in water wordt gedompeld, en blijft dan ook waterstof produceren totdat alle aluminium is geoxideerd. Onderzoekers van Purdue University (VS) denken dat het een ideale manier is om waterstof ‘mee te nemen’ in een auto.

Dat de combinatie van aluminium en water leidt tot een spontane redoxreactie, is op zich geen nieuws. Normaal gesproken stopt deze reactie echter na zeer korte tijd, om dat het gevormde aluminiumoxide een ondoordringbaar laagje op het aluminium vormt. Het toegevoegde gallium verandert aan die reactie niets, maar blijkt wel de vorming van de oxidelaag tegen te gaan zodat het aluminium voortdurend contact met het water houdt.

Purdue-hoogleraar Jerry Woodal zegt dat hij het effect per ongeluk heeft ontdekt toen hij een smeltkroesje schoonmaakte dat resten van een aluminium-galliumlegering bevatte. Een flinke knal zette hem op het spoor.

De universiteit heeft octrooi aangevraagd op het idee, en een spin-off genaamd AlGalCo de exclusieve rechten gegeven om het te commercialiseren.

Het idee is om auto’s de legering te laten ‘tanken’. Het gevormde aluminiumoxide zou je achteraf centraal kunnen recyclen in een aangepaste aluminium-elektrolysefabriek die je laat draaien op groene stroom of op kernenergie. Ook het veel duurdere gallium kan dan worden teruggewonnen.

Woodall droomt al van een ‘aluminium-enabling hydrogen economy’. Volgens hem hoeft de ‘brandstof’ niet duurder te zijn dan de huidige benzine, mits de benodigde brandstofcellen een stuk goedkoper worden. Tot die tijd kun je de waterstof eventueel ook in een aangepaste benzinemotor verstoken, maar vanwege het veel lagere rendement komt dat financieel gezien minder fraai uit.

Hij heeft tevens berekend dat de brandstoftanks ongeveer even groot zullen blijven als nu. Per kilo bevat benzine ongeveer 2,5 maal zo veel energie als de aluminium/galliumlegering. Maar het metaal heeft een soortelijke massa die ongeveer drie keer zo hoog ligt, dus het uiteindelijke volume maakt niet veel uit.

De gewichtstoename van de tank vergelijkt hij met ‘a pretty large extra passenger’.
bron: Purdue