Napelemek, szélturbinák és hatalmas vízerőművek. Megannyi módszer és elképzelés a hatékony és fenntartható áramtermelés megoldására. Ám egy nagyon fontos dolgot kihagytunk: a rozsdát. 

Közel két évvel ezelőtt a Caltech és a Northwestern University kutatói bebizonyították, hogy a vékony rozsdarétegek felett áramló sós víz áramtermelést generál. A fémvegyületek és a sós víz közötti kölcsönhatások eddig is ismertek voltak – gondoljunk csak az akkumulátorok hatásmechanizmusára – azonban ezúttal nem kémiai reakciókról van szó, hanem egy olyan folyamatról, amely során a sós víz mozgásenergiája alakul át elektromos árammá.

Tom Miller, a Caltech és Franz Geiger a Northwestern University kémiaprofesszorai arra hívták fel a figyelmet, hogy a rozsda és a sós víz találkozásának áramtermelő hatása rendkívül hatékony. Összehasonlításképpen: ugyanazon külső feltételek mellett egy adott skálán értelmezve, ha a legjobb napelemek hatékonysága húsz százalékos, addig ugyanez a rozsda esetében harminc százalék. A kutatás során vizsgált vas-oxid rétegek könnyen előállíthatóak, és egyszerűen méretezhetőek. „Ez alapvetően csak rozsda a vason, így nagy területen is könnyen elkészíthető” – mondta Miller professzor.

Azonban senki ne higgye azt, hogy a fészerbe kifutva, egy régi rozsdás biciklivázat elővéve azonnal ingyen áramhoz jut. A helyzet nem ilyen egyszerű. A kutatás során ugyanis gondoskodni kellett arról, hogy a rozsdarétegek egyenletesen vékony rétegben képződjenek, ehhez pedig egy speciális eljárást kellett alkalmazniuk, az úgynevezett PVD-t. (azaz a Physical Vapor Deposition – fizikai gőzfázisú leválasztást). Ez tette lehetővé a kutatók számára, hogy egészen vékony, 10 nanométeres rétegeket hozzanak létre – szemléltetésképp: ez tízezerszer vékonyabb, mint az emberi haj. Ezeken a leheletvékony vasrétegeken a levegőben spontán rozsda képződött, körülbelül 2 nanométer vastagságig. A rozsdával bevont vaslemezeket különböző koncentrációjú sós vizes oldatokkal öntötték le, és azt az eredményt kapták, hogy a folyamat során több tíz millivolt és több mikroamper áram termelődik négyzetcentiméterenként.

A kapott eredmények alapján elkezdték a gyakorlati alkalmazás lehetőségeinek vizsgálatát is, és Miller professzor arról tájékoztatta a közvéleményt, hogy egy tíz négyzetméteres fémlemezegység óránként néhány kilowatt áram termelésére elegendő, ami könnyűszerrel megoldhatja egy átlagos amerikai otthon áramellátását.

Miller egyben arra is felhívta a figyelmet, hogy a villamosenergia-termelés mögött álló mechanizmus hasonló elemeit figyelembe véve más területen is ki lehet használni a sós vízben található ionok vonzó erejét, gondoljunk csak az ár-apály energiáira vagy az óceánban hullámzó bójákra, amelyeket például a passzív elektromos energia-átalakításban is fel lehetne használni.

A kutatás vezetői nem véletlenül vontak párhuzamot: a rozsda és a sós víz áramtermelése ugyanis nem kivitelezhető egy napelemhez hasonló tetőre húzott rendszerrel, hiszen egy folyamatosan mozgó, vonzó hatást gyakorló sós víztömegre van hozzá szükség. Ezért a jövőbeli kutatások központi témája az lesz, hogy a tengert felhasználva hogyan lehetne eljuttatni a megtermelt áramot a végfogyasztókig, miként érhető el vele egy kiegyensúlyozottan működő áramtermelési-rendszer.

A vizsgálat és annak gyakorlati alkalmazása még gyerekcipőben jár, de a mai dinamikusan és rohamtempóban fejlődő világ pillanatok alatt kiforrottá teheti a felfedezést, és ki tudja: lehet, hogy pár éven belül ugyanazzal a lendülettel próbálunk majd hozzájutni a rozsdához, ahogy ma igyekszünk megszabadulni tőle.

Sok környezetvédelmi megfontolás közül a környezettudatos tehenek vagy éppen a műhús előretörése után igazán üdvös felfedezés lenne!

• rozsda
• környezetvédelem
• áramtermelés