Kurkumasta ja kullasta syntyy vihreä superpolttoaine

Intialaistutkijat ovat löytäneet baarikaapista, keittiöstä ja korurasiasta ainekset uuteen voimalliseen polttoaineeseen.

Intialaistutkijat ovat löytäneet baarikaapista, keittiöstä ja korurasiasta ainekset uuteen voimalliseen polttoaineeseen.

Shutterstock / Natthapol Siridech

Kulta, puhdas alkoholi ja kurkuma kuulostavat hyvin eksoottiselta - tai painajaismaiselta - koktaililta.

Siitä huolimatta intialaistutkijat ovat löytäneet siitä uuden polttokennon kaavan. Tässä polttokennossa voidaan kemiallisilla reaktioilla muuntaa alkoholia sähköksi 100 kertaa niin tehokkaasti kuin nykyisin.

Mikrovoimala kännykkään

Sisäiset kemialliset prosessit tekevät polttokennoista tehokkaita mikrovoimaloita, ja niillä voidaan tuottaa sähköä niin kulkuneuvoihin kuin rakennuksiinkin.

Koska polttokennot toimivat periaatteessa kuin supertehokkaat akut, niitä voitaisiin jonain päivänä käyttää myös tietokoneissa, älypuhelimissa – ja kauempana tulevaisuudessa – kuulokojeissa.

Usein polttokennon pääpolttoaineena käytetään vetyä, mutta vaikka se on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine ja jaksollisen järjestelmän alkuaine numero yksi, sitä ei ole noin vain tarjolla.

Maapallolla vety on yleensä sitoutunut öljyihin tai kaasuihin, ja sitä on kallista eristää niistä energiakäyttöön.

Tästä syystä Intiassa Sri Sathya Sai -instituutin tutkijat ovat yhdessä yhdysvaltalaisen Clemsonin nanomateriaalien tutkimuslaitoksen kanssa valinneet polttokennonsa polttoaineeksi vedyn sijaan etanolin.

He ovat osoittaneet, että kurkumasta ja kultananohiukkasista koostuva elektrodi voi saada etanolin hapettumaan, jolloin syntyy sähköä.

Uuden polttokennon sähköntuotanto on sekä supertehokasta että myös vihreääkin vihreämpää, koska polttokennoista ei synny kasvihuonekaasupäästöjä.

Tutkimusryhmän luoma kuvituskuva, jossa ylinnä oleva etanoli (vihreä) reagoi kurkumiinilla päällystettyjen kultananohiukkasten kanssa ja syntyy sähköä.

© Lakshman Ventrapragada and Sri Sai Prasad Nayak

Maaginen keltainen aine

Polttokennoja on kehitetty pitkään aina siitä asti, kun fyysikko William Grove vuonna 1839 julkaisi havaintonsa energiaa tuottavista kemiallisista reaktioista.

Viime vuosikymmeninä kehitystä ovat vauhdittaneet Yhdysvaltojen 1960-luvulla alkaneet avaruusohjelmat ja nykyisin voimistuneet ilmastouhat.

Yleensä polttokennoissa käytetään katalysaattorina platinaa, jonka ikävänä sivuvaikutuksena syntyy häkää. Yhdistämällä kultaa ja kurkuman kurkumiinia saadaan aikaan edullinen ja vaaraton yhdistelmä.

Kurkumiini on intialaisille hyvin tuttu aine, jota on käytetty vuosisatoja muun muassa lääkinnällisiin tarkoituksiin.

Syöpätutkimuksessa solu- ja eläinkokeissa on saatu merkkejä siitä, että kurkumiinilla voisi olla suotuisa vaikutus syöpäsolujen tuhoutumiseen.

Ihmiselimistössä kurkumiini hajoaa kuitenkin (vielä) liian nopeasti, jotta sillä voisi olla ehkäisevää vaikutusta, mutta nyt kehitettyihin polttokennoihin aine sopii täydellisesti, koska sillä voidaan luoda vaadittava huokoinen kerros kultahiukkasten pinnalle.

Etanolin tarve kasvaa

Tutkijat toivovat nyt, että laboratoriossa saavutetut vakuuttavat testitulokset auttaisivat heitä löytämään kumppaneita isomman kokoluokan hankkeisiin, sillä teollisuudessa on vuosikymmeniä kaivattu vihreämpiä ratkaisuja.

Polttokennojen ja muiden vihreiden energiaratkaisujen vuoksi etanolin kulutus onkin OECD:n Kansainvälisen energiajärjestön IEA:n mukaan lähes kaksinkertaistunut vuoden 2010 liki 62 miljoonasta litrasta 106 miljoonaan litraan vuoteen 2022.

Etanolin kulutuksen odotetaan lisääntyvän vielä voimakkaasti piakkoin, sillä Kiina ja Yhdysvaltojen ja Intian kaltaiset suurtuottajat, joissa on yhteensä 3,1 miljardia asukasta, aikovat IEA:n mukaan kaksinkertaistaa etanolin käyttönsä lähivuosina.