Kim loại nghe thì có vẻ khó có thể cháy được nhưng nếu chúng được nghiền thành bột mịn giống như đường cát trong nhà bạn thì hoàn toàn là một chuyện khác. Hầu như bất cứ thứ gì nếu được nghiền đủ mịn sẽ đều cháy hoặc nổ dưới điều kiện thích hợp.
Khi nghiền thành bột thì tỷ lệ giữa diện tích bề mặt cùng thể tích tăng mạnh dẫn đến chúng vô cùng dễ cháy. Trên thực tế, đó chính là lý do mà cối xay gió bột mì luôn được thông gió cần thận. Một tia sét nhỏ trong không khí đầy hạt bột cũng sẽ khiến cả cối xay gió phải nổ tung như bom. Điều tương tự cũng xảy ra cho đường, kim loại và thậm chí một số loại đá.
Thực sự thì hiện tượng này đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Điển hình là sắt và nhôm được nghiền ra và biến thành chất tạo màu cho pháo hoa, hay làm nhiên liệu đủ mạnh để nâng tàu con thoi đi vào quỹ đạo. Điều mà đội ngũ McGill mong muốn đạt được chính là tìm được cách kiểm soát và biến chúng thành nguồn năng lượng thực dụng để sử dụng hàng ngày.
Nhóm McGill giải thích về tiềm năng của bột kim loại không phải là năng lượng chính thay thế dầu mỏ, mà là năng lượng tích trữ cho các nguồn năng lượng khác, như điện hạt nhân hay điện hydro được sử dụng để tinh chế kim loại thành dạng chát được. Bột kim loại này sau đó được sử dụng làm chất đốt ngoại cho động cơ nhiệt.
Dưới điều kiện phòng thí nghiệm, nhóm phát hiện ra rằng ngọn lửa từ bột kim loại khá tương tự so với ngon lửa khi đốt các chất nhiên liệu hydrocacbon. Họ cũng tính ra được năng lượng cũng như mật độ năng lượng của một động cơ chay bằng bột kim loại hoàn toàn có thể so sánh được với các động cơ đốt trong hiện nay.
Mấu chốt của kỹ thuật này là phải làm bột kim loại có thể cháy thành ngọn lửa đều và ổn định. Nhóm đã vẽ ra được thiết kế hợp lý để thổi không khí vào một luồng bột kim loại, kết hợp chúng và tống vào buồng cháy. Tro kim loại và khí Nitơ tồn sẽ được thải ra sau đó, còn nhiệt lượng thì được sử dụng để chạy động cơ.
Nhóm McGill nhận ra sử dụng bột kim loại làm nhiên liệu có rất nhiều ưu điểm. Chẳng hạn như chất bột có thể được vận chuyển dễ dàng mà không cần bồn chứa đặc biệt hay thiết bị làm lạnh chuyên dụng. Bột kim loại ổn định hơn nhiều so với hydro và có mật độ năng lượng hơn hẳn pin thông thường. Kỹ thuật này có thể được quy mô hoá phù hợp từ quy mô nhỏ để dùng cho động cơ phương tiện vận chuyển cho đến quy mô lớn để chạy một nhà máy điện. Một điểm cộng khác là bột kim loại sau khi cháy có thể được tái chế. Sau khi cháy bột kim loại sẽ hình thành chất oxide rắn bền và không độc hại, có thể dễ dàng thu thập và chuyển hoá trở lại thành kim loại nguyên chất mà không thải ra quá nhiều lượng CO2 cũng như khi thải khác.
Nếu động cơ sử dụng bột kim loại được đưa vào thực tế thì sắt sẽ là ứng cứ viên sáng giá nhất cho nhiên liệu. Không những rẻ mà bột sắt hiện đang được sản xuất với số lượng khổng lồ để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Khó khăn chính hiện nay là làm sao để đảm bảo quá trình tinh luyện lại oxit không thải ra quá nhiều carbonic.
Nhóm hiện đang tập trung làm thử nguyên mẫu burner đặc chế để gắn vào động cơ, đồng thời phát triển một quy trình tái chế thân thiện với môi trường.
Nguồn: Gizmag
Người dịch: Trịnh Trần Khánh Duy
