Dávno předtím, než David Hasselhoff rozvlnil své prsy na plážích Baywatch, hrál v televizní show s názvem „Knight Rider“, akčním hitu se superautom jménem KITT. Okázalé auto bylo tak skvělé a tak výkonné (který sebeúctyhodný dospívající muž nechtěl sedět za volantem?), že náš kudrnatý hrdina snadno pronásledoval padouchy po celém městě rychlostí 300 mil (483 kilometrů) za hodina. Sakra, auto dokonce mluvilo jako starostlivý dědeček.
Co dalo KITTovi jeho úžasnou sílu? Vůz byl vybaven motorem na vodíkový pohon, který Michaelu Knightovi (Hasselhoff) umožnil ošálit ty nejodpornější televizní padouchy z počátku 80. let.
Více než deset let poté, co původní série spadla a shořela v hodnocení, začali politici, novináři a další chválit vodík jako energii budoucnosti, alternativu k fosilním palivům, jako je uhlí. Říkali, že vodík je magický elixír, který pohání všechny naše dopravní a elektrické potřeby. Koneckonců, vodík byl hojný a spaloval se čistě, což by teoreticky pomohlo snížit emise skleníkových plynů. Ve skutečnosti v roce 2003 nikdo jiný než americký prezident George W. Bush, který vydělal své jmění v ropném byznysu, oznámil, že vyčlenil 1,2 miliardy dolarů ve snaze udělat z vodíku preferované palivo pro Američany [zdroj:CNN].
Kdo by mu to mohl vyčítat? Vodík je úžasný zdroj paliva. Sakra, to pohání slunce. Nejen to, vodík nám nikdy nemůže dojít. Je to v našem vzduchu a v naší vodě. Vodík je nejhojnějším prvkem ve vesmíru (i když ne na Zemi).
Než však investujete do vozidla na vodíkový pohon, myslete na toto:Rust nikdy nespí a vodík také ne. Prvek činí kov křehkým, snižuje jeho pevnost a může oslabit auto jako termit skrz dřevo [zdroj:Science Daily]. Ano, není to dobré.
Přenesme se v čase do roku 1520. Ve Švýcarsku vložil alchymista jménem Philippus Aureolus Paracelsus kus železa do roztoku kyseliny sírové. Kyselina začne bublat ve „vzduchu, který se valí jako vítr“. Ačkoli to tehdy Paracelsus nevěděl, ukázalo se, že tím větrem vytvářejícím bubliny je vodík. Prvek č. 1 byl oficiálně pojmenován koncem 18. století Antoine-Laurentem Lavoisierem, francouzským aristokratem, který fušoval do vědy a nakonec přišel o hlavu během francouzské revoluce [zdroje:ASME, Chemical Heritage].
Vědci a vynálezci brzy zjistili, že Lavoisierův vodík je nejlehčím prvkem ve vesmíru. I když to může být skvělé pro plnění balónků, nebylo to tak úžasné, pokud jde o interakce mezi vodíkem a kovem. Ve skutečnosti mají atomy vodíku zázračnou schopnost prosakovat různými kovy, stávají se křehkými, případně praskají, praskají a lámou [zdroj:Science Daily].
Ačkoli vědci studují jevy již od roku 1875, zcela nerozumí fyzice problému. Vědí, že atomy vodíku snadno difundují nebo se šíří kovy, zejména při vysokých teplotách. Atomy se vzájemně rekombinují a tvoří molekuly vodíku. Tyto molekuly nacházejí domov v mikroskopických zákoutích kovu a vytvářejí obrovský tlak. Tento tlak snižuje pevnost kovu v tahu. Crack! Kov se rozbije [zdroj:McGill University].
Vědci nedokážou předpovědět, kde k vodíkovému zkřehnutí dojde. Jediné, co vědí, je, že malý atom vodíku rád proniká a pohlcuje většinu vysoce pevných slitin, včetně oceli a těch, které jsou na bázi niklu. Mohou dokonce sledovat, jak se to děje během počítačových simulací [zdroj:McGill University]. Závažnost křehnutí se liší podle typu slitiny a teploty [zdroj:Gray].
Vodíkové křehnutí se stalo zhoubou takových věcí, jako jsou letadlové lodě, bitevní lodě, letadla, kosmické lodě a jaderné reaktory. Občas byly následky smrtelné. V roce 1985 zahynul ve Velké Británii voják, když selhaly šrouby na samohybném dělu americké houfnice ráže 155 mm. Šrouby držely potrubí, které zvedalo a spouštělo zbraň. Šrouby praskly a přišpendlily vojáka pod potrubí. Vyšetřovatelé obvinili vodíkové zkřehnutí. Plyn způsobil, že šrouby byly tak křehké, že nemohly odolat těžkým otřesům způsobeným střelnou zbraní. V roce 1984 praskly také šrouby (také pro lafety) na tanku M1 Abrams [zdroj:Anderson].
Vědci se horečně snaží předpovědět, jak, kdy a kde dojde k vodíkovému zkřehnutí. Znepokojuje to mimo jiné automobilový průmysl. Jak asi víte, vozidla na vodíkový pohon získávají energii ze zařízení zvaného palivový článek . Palivové články umožňují spojení vodíku s kyslíkem za vzniku tepla a elektřiny. Jedinými vedlejšími produkty jsou teplo a voda [zdroj:National Renewable Energy Laboratory].
Atomy vodíku se mohou zavrtat do kovu během výrobního procesu, například když pracovníci chromují automobilové díly, svařují díly dohromady nebo když se kov frézuje nebo lisuje. K infiltraci vodíku může dojít i při jízdě auta po silnici. Atomy nasycují kov, prosakují do palivových nádrží a dalších součástí. V důsledku toho mohou díly automobilů, jako jsou palivové nádrže, palivové články a kuličková ložiska, bez varování selhat. Výsledek? Nákladné účty za opravy – a ještě horší [zdroj:Science Daily].
Myšlenku vodíkového auta zatím nezahazujte. Vědci v Německu zkoumali, jak se atomy vodíku pohybují kovem. Sledováním cesty atomů doufají, že vyvinou materiály odolné proti zkřehnutí, které lze použít ve vodíkových autech. Vědci také zkoumají způsoby, jak zastavit proces křehnutí neustálým zahříváním atomů vodíku, které jsou neustále v pohybu [zdroj:Science Daily].
Vědci a inženýři si jsou jisti, že díky lepšímu pochopení toho, jak atomy vodíku jdou při své destruktivní činnosti, budou schopni vyrobit palubní palivové nádrže a další součásti, které se časem nedegradují [zdroj:Azom.com]. Než se nadějete, budeme všichni řídit vodíková auta.
Dokud jsem nezačal zkoumat tento článek, netušil jsem, že vodík, nejhojnější prvek ve vesmíru, je tak destruktivní. Jistě, věděl jsem základy toho, proč můj milovaný Ford Ranger z roku 1993 začal rezavět – kyslík v kombinaci se železem za vzniku oxidu železitého, a než jsem se nadál, začal jsem škrábat, natírat a natírat. Myslím, že jsem neměl být překvapen, když jsem věděl, že vodík stejně snadno rozežírá kov. Vodíková křehkost je vážná věc, zvláště když je vodík klíčovou složkou při řešení našich potřeb paliva a pomoci planetě. Doufejme, že vědci budou schopni najít nákladově efektivní řešení tohoto problému.
