V tepelných elektrárnách možná budeme jednou spalovat železo. Vědci hledají řešení, aby se čtvrtý nejrozšířenější materiál stal alternativním zdrojem energie
Pokud se pokusíte spálit kus železa, budete muset dlouho čekat. Pokud jej však rozemelete na prášek, snadno se vznítí. Tak fungují prskavky: hořící kovový prášek, který se projevuje světlem a teplem. V nových experimentech prováděných na raketách v mikrogravitaci hledají kanadští a nizozemští vědci způsoby, jak zvýšit účinnost spalování železa, aby se tento hojný materiál (čtvrtý nejrozšířenější v zemské kůře, tvoří asi 5 % její hmotnosti) stal alternativním zdrojem energie, uvádí web FreeThink.
Železo je hojně dostupné a levné. Důležitější je, že vedlejším produktem spalování železa je rez (oxid železitý), pevný materiál, který lze snadno sbírat a recyklovat. Při spalování železa ani při zpětné přeměně jeho oxidu nevzniká žádný uhlík. Železo má vysokou energetickou hustotu: k výrobě stejného množství energie je zapotřebí téměř stejný objem jako u benzínu. Má však nízkou měrnou energii: k výrobě stejného množství energie je mnohem těžší než benzín. Proto je jeho hmotnost v mnoha případech nepřijatelná. Spalování železa k pohonu automobilu není příliš praktické, pokud má železné palivo stejnou hmotnost jako samotný automobil.
Ve formě prášku je však železo životaschopnější jako nosič energie s vysokou hustotou nebo pro skladovací systém. Pece na spalování železa by mohly poskytovat přímé teplo pro průmysl, vytápění domácností nebo pro výrobu elektřiny. Kromě toho je oxid železitý potenciálně obnovitelný tím, že reaguje s elektřinou nebo vodíkem a opět se stává železem (pokud máte zdroj čisté elektřiny nebo ekologického vodíku). Pokud je k dispozici přebytek elektřiny z obnovitelných zdrojů, jako je solární a větrná energie, mohla by se rez přeměnit zpět na železný prášek a v případě potřeby se opět spálit, aby se tato energie uvolnila.
Tyto metody recyklace rzi jsou však v současné době energeticky velmi náročné a neefektivní, takže pro zavedení takového kruhového systému může být rozhodující zlepšení účinnosti samotného spalování železa. Částice prášku mají vysoký poměr povrchu k objemu, což znamená, že se snáze zapalují. To platí i pro kovy. Za správných okolností může práškové železo hořet způsobem známým jako diskrétní spalování. V nejideálnější podobě plamen zcela pohltí jednu částici, než teplo, které z ní vyzařuje, zapálí další částice v jejím okolí. Studiem tohoto procesu mohou vědci lépe pochopit a modelovat způsob hoření železa, což jim umožní navrhnout lepší pece pro spalování železa.
Diskrétního spalování je však na Zemi obtížné dosáhnout, protože vyžaduje specifickou hustotu částic a koncentraci kyslíku. Pokud jsou částice příliš blízko sebe a zhutněné, oheň přeskočí na sousední částice dříve, než je zcela pohltí, což vede k chaotičtějšímu a méně kontrolovanému hoření. V současné době není dostatečně známo, jakou rychlostí hoří částice práškového železa ani jak uvolňují teplo za různých podmínek. To brání vývoji technologií pro efektivní využití železa jako paliva ve velkém měřítku. V dubnu Evropská kosmická agentura (ESA) vypustila suborbitální raketu se třemi experimentálními zařízeními. Zatímco raketa sledovala svou parabolickou trajektorii skrz atmosféru, zařízení byla několik minut ve volném pádu, což simulovalo mikrogravitaci.
Jeden z experimentů na této misi zkoumal, jak hoří železný prášek při absenci gravitace. V mikrogravitaci se částice vznášejí v rovnoměrněji rozloženém oblaku. To výzkumníkům umožňuje modelovat proudění železných částic a způsob šíření plamene oblakem železných částic při různých koncentracích kyslíku. Znalost toho, jak se plamen šíří železným práškem za různých podmínek, by mohla pomoci navrhnout mnohem účinnější pece na spalování železa. Různá průmyslová odvětví hledají způsoby, jak začlenit železná paliva do svých procesů. Zejména spalování železa k ohřevu vody by mohlo sloužit jako čistší způsob zásobování průmyslovým teplem.
Zdroj: freethink.com, redakce