Combustible metàl·lic per a l’energia lliure de carboni a la Terra… i la Lluna

En una sèrie de vols parabòlics i en coets de sonda llançats des de Suècia, un equip del professor Jeffrey Bergthorson de la Universitat McGill al Canadà i la Universitat de Tecnologia d’Eindhoven als Països Baixos va investigar la crema de pols de ferro en gravetat zero. La seva investigació era pura física, els científics volien saber més sobre la combustió discreta per la qual les flames no cremen el combustible de manera contínua sinó que salten d’una font de combustible a una altra. Aquesta forma de foc gairebé no es produeix de manera natural a la Terra, però un exemple és un incendi forestal on un arbre crema completament i el foc salta al següent quan la temperatura augmenta prou per a la combustió.

La crema de pols de ferro en experiments amb avions de zero g i vols de coets va permetre que les partícules de ferro suressin i s’encenessin discretament. Les càmeres d’alta velocitat van capturar l’espectacle i van permetre als investigadors entendre millor el fenomen, donant lloc a models informàtics que mostraven les condicions ideals per cremar el combustible a la Terra.

Combustió discreta per a una energia sostenible

Amb la nova comprensió feta possible per la investigació sobre la microgravetat, es va fer possible construir forns de combustió de ferro eficients i pràctics.

L’avantatge de cremar ferro es deu a la química. Essencialment, cremar combustible és el procés de transformació d’un material afegint àtoms d’oxigen. És per això que el combustible a base de carboni produeix diòxid de carboni de gas d’efecte hivernacle quan s’afegeixen dos àtoms d’oxigen al combustible a base de carboni com la fusta, el carbó o el petroli. Amb el ferro, el producte sobrant després de la combustió és l’òxid de ferro, més conegut com a òxid. No es produeix diòxid de carboni, i el ferro rovellat es pot recollir fàcilment, ja que no forma un gas; el ferro en combustió no emet gasos nocius.

Fins i tot es pot processar l’òxid de ferro per eliminar l’oxigen i tornar-lo com a ferro mitjançant hidrogen. Mitjançant l’ús d’electricitat de fonts sostenibles, el ferro com a combustible es pot convertir en un emmagatzematge d’energia circular i reciclable sense fi.

Una planta de demostració ja està en funcionament a Budel, prop d’Eindhoven, als Països Baixos, utilitzant ferro com a font de combustible, aquest generador pot produir 1 MW de vapor en una unitat que es troba en un magatzem. Ampliar aquesta central elèctrica de ferro podria produir molta més energia.

Múltiples start-ups ja busquen aquest combustible lliure de carboni, per alimentar fàbriques i processos industrials.

De l’espai a la Terra i després a la Lluna

A mesura que les agències espacials es preparen per construir llocs avançats lunars sostenibles, subministrar energia als astronautes a la Lluna és només un dels reptes a superar. El combustible metàl·lic podria ser una solució. Mitjançant l’energia solar, no només es poden produir pols d’alumini i silici a partir de minerals lunars, sinó que també es poden aprofitar hidrogen i oxigen del gel lunar. L’hidrogen es pot utilitzar per convertir la pols lunar que és alta en ferro i titani per produir aigua. i pols de ferro. Les pols metàl·liques i l’oxigen del gel d’aigua es poden utilitzar com a propulsors per a coets o transport terrestre i l’aigua subproducte fins i tot es pot utilitzar com a aigua potable.

Aquest procés pot semblar ciència ficció ara, però l’ús del ferro com a font de combustible a la Terra va començar com una idea fa només una dècada. Ara la comunitat de combustibles metàl·lics abasta centenars de científics i enginyers d’arreu del món i és una tecnologia de far per a combustibles alternatius lliures de carboni. En un futur no tan llunyà, potser estareu fent funcionar el vostre cotxe o casa amb ferro!