Metaalpoeders hebben een soortgelijke energiedichtheid als benzine of diesel, en zijn daarom een interessante alternatieve transportbrandstof. Dat is de verrassende invalshoek van onderzoekers van de Canadese McGill University, hoewel er nog vele haken en ogen aan het idee zitten.

Brandend metaalpoeder heeft volgens de onderzoekers van de McGill University in het Canadese Montreal een energie-intensiteit die vergelijkbaar is met die van fossiele brandstoffen: de hoeveelheid energie die vrijkomt is per kilo en liter metaalpoeder vergelijkbaar met die van diesel en benzine, en dat geldt ook voor de snelheid waarmee die energie vrijkomt.  Waterstof en de huidige generatie batterijen hebben een veel lagere energie-intensiteit.

Hoge energiedichtheid

Vooral bij transporttoepassingen telt dat zwaar, want het voertuig moet meestal zijn brandstofvoorraad meenemen, dus dan tellen gewicht en volume. Vandaar het pleidooi van de onderzoekers om metaalpoeders te onderzoeken als een alternatief voor gebruik in voertuigen. In een afgesloten tank is het metaalpoeder prima goed te houden.

Verschillende vlamkleuren van metaalpoeders.

 

Dat metaalpoeders kunnen dienen als brandstof is niks nieuws. Ze worden gebruikt om raketten de lucht in te schieten, en wie met oudjaar naar het vuurwerk kijkt of een sterretje afsteekt weet vanaf nu dat sommige van de kleuren afkomstig zijn van verbrandend ijzer of een aluminiumlegering.

 

De combinatie metaalpoederbrander en motor.

Een belangrijk voordeel van metaalpoeders is dat er bij het verbranden geen broeikasgassen vrijkomen. Er zijn ook branders die het mogelijk maken het verbrandingsproduct metaaloxide weer op te vangen. Het enige wat dan nodig is naast een tank met het metaalpoeder een tweede tank die de metaaloxidepoeder verzamelt. NA inlevering bij een verzamelstation is dast poeder weer te recyclen. De onderzoekers beschikken nog niet over een analyse van het totale energiebalans van het metaalpoeder, vanaf het maken tot en met het recyclen.

Een nadeel van metaalpoeder is de verbrandingsmethode. Het verbranden van het poeder gebeurt namelijk niet in vaste vorm. Bij hoge temperaturen, tussen de 1700 en 2000 °C, vormt zich aan het oppervlak een metaalgas dat reageert met zuurstof, waarbij warmte vrijkomt.Anders dan bij een verbrandingsmotor heeft het metaalpoeder vanwege de hoge verbrandingstemperatuur een continue vlam nodig.

De metaalpoedermotor die de auteurs voorzien heeft geen systeem van zuigers en krukas, maar dient alleen als hittebron. Er is dus een extra installatie nodig om de geproduceerde warmte om te zetten in een beweging. Dat kan onder andere met een stirlingmotor, maar die is in de transportwereld nooit een groot succes geworden vanwege het beperkte koppel dat die kan leveren. De auteurs van de McGill University laten deze kanttekeningen in hun artikel onbeantwoord, ze hebben zich vooral gestort op de verbrandingseigenschappen van het metaalpoeder.