Student World

Vědělo se, že porézní křemík s vodou reaguje za vzniku vodíku a oxidu křemičitého (kyseliny křemičité). Nyní ale vědci zjistili, že 10nm částice křemíku zvládnou rozkládat vodu obzvlášť účinně a rychle, a to i proti křemíkovým částicím jen desetkrát větším. S novou technikou přišli vědci z University of Bufallo (vedoucí týmu Folarin Erogbogbo).

Samozřejmě, že v souvislosti s vodíkem se mluví o zeleném zdroji energie. Když ale uvážíme, že předtím je třeba získat křemík jako prvek a ještě ho upravit do příslušné nanoformy, rozhodně by se taková reakce nevyplatila (křemík zde nefunguje jako katalyzátor, ale normální spotřebovávaný reaktant). Smysl reakce je ale jinde než v průmyslové výrobě vodíku. Porézní křemík stačí totiž nosit s sebou jako instantní polévku, v případě potřeby ho přisypat do vody, a získat tak až na místě vodík napájející palivové články mobilních přístrojů. Náklady na energii z baterie také převyšují cenu elektřiny ze sítě, ale to neznamená, že pro baterii nemáme využití.

Konkurencí křemíku je při chemickém rozkladu vody práškový hliník a zinek. Ty fungují oproti klasickému i „většímu“ nanokřemíku rychleji. Výhodou křemíku je ale jeho relativně nízká atomová hmotnost a fakt, že se oxiduje až na stupeň 4. To znamená, že při reakci se na jednotku hmotnosti prášku uvolní jasně nejvíc vodíku (tedy velká hustota energie) – po přepočtu to má vyjít na 14 % hmotnosti použitého křemíku.

Co se týče rychlosti, nanokřemík v tomto překonává i obdobně velké nanočástice zinku. Příčinou rozdílu má spočívat v tom, že u hliníku se na povrchu tvoří oxid hlinitý, který reakci zpomaluje. Naopak z křemíku při této reakci nevzniká nerozpustný oxid, ale rozpustná kyselina křemičitá. Oproti zinku má být křemík zase při pokojové teplotě „obecně reaktivnější“.

Zajímavou možnosti k dalšímu urychlení reakce je přidání špetky louhu (hydroxidu draselného) do rozkládané vody. Protože produktem reakce je kyselina, zásadité prostředí ji ještě urychlí. Pokud jde o to, aby přenášený prášek měl co nejmenší hmotnost, ještě výhodnější než hydroxid by byl hydrid. Ten při reakci s vodou dává hydroxid a ještě vzniká další vodík. Otázkou samozřejmě je chemická stabilita velmi reaktivního hydridu (a v menší míře i hydroxidu). Možná by mohl být nějak promíchán s křemíkovými nanočásticemi a v této podobě být méně reaktivní, to je ale třeba dále zkoumat.

Zdroj: Phys.org

autor Pavel Houser