Все новости

Смятые банки из-под газировки и пива превратят в источники энергии

Вместо сложной переплавки алюминиевых банок их можно использовать для получения водородного топлива.

В НИТУ «МИСиС» разработали новый способ получения водорода из отходов алюминия (цветных металлов) и воды. Переработка одной пустой банки из-под газировки объемом 0,33 литра сможет дать топливо для 20 метров пробега автомобиля на водородном топливе. Соответствующая статья опубликована в Powder Technology.

Алюминий и цветные металлы — самые дорогие отходы, ведь на получение одного килограмма алюминия уходит до 19 киловатт-часов электроэнергии. К тому же при складировании алюминиевый лом постепенно окисляется и выделяет в воздух водород — взрывоопасный газ. Емкость российского рынка алюминиевой тары составляет 2−3 миллиарда упаковок в год. Вес банки объемом 0,33 литра — 15 граммов, а значит, речь идет о 30—40 тысячах тонн чистого металла, выбрасываемого на свалки. Общеевропейский рынок вторичного алюминия оценивается примерно в 9 миллионов тонн. Более половины этого алюминия пока не используется, что в пересчете на энергетический эквивалент равно 130 ТДж энергии.

Одним из выходов, как в Швейцарии, является переплавка алюминия во вторичный металл. Однако транспортировка, очистка и сам процесс переплавки алюминиевого лома довольно дорог, а образующиеся при этом шлаки токсичны. Поэтому в НИТУ «МИСиС» предложили использовать отходы алюминия в качестве сырья для производства водорода — экологически чистого и энергоемкого топлива, а также востребованного химического сырья.

Алюминий в предложенной схеме выступает реагентом для генерирующей водород системы «металлический алюминий — вода». В реакции алюминия с водой выделяется свободный водород, который затем можно сжигать или окислять с получением электричества в топливной ячейке. Химическая энергия, извлекаемая из одной алюминиевой банки — 255 килоджоулей, в пересчете на бензин это 20 метров пробега бюджетного автомобиля.

Обычно алюминий реагирует с кислородом и водой довольно медленно. Происходит это потому, что при окислении его поверхность быстро покрывается тонкой оксидно-гидроксидной пленкой, которая защищает металл от контакта с окислителем и приостанавливает дальнейшую реакцию. Чтобы ускорить процесс, исследователи предложили метод механоактивации — измельчение и реагентную обработку алюминиевых отходов, что приводит к разрушению оксидной пленки.

Аппарат, который проводит такую работу, — аналог карбидного генератора ацетилена. Предлагаемый метод пожаровзрывобезопасный и помогает утилизировать отходы алюминия и других гидрореагирующих металлов без существенных затрат. Он не требует тщательной сепарации алюминиевого мусора, а также не предполагает каких-либо сложностей с очисткой вторичного металла, как при применяемых за рубежом методиках. В настоящий момент коллектив ученых работает над созданием экспериментальной установки и проводит лабораторные испытания технологии.