Į viršų šaunančios kuro kainos ir būtinybė kažkaip pradėti mažinti automobilių išmetamųjų dujų sukeliamą žalą mūsų aplinkai anksčiau ar vėliau privers atsisakyti taip pamėgtų benzininių ir dyzelinių variklių. Bet, prieš pradedant taupyti pinigus naujam kuro elementais varomam elektromobiliui, verta sužinoti dar vieną svarbų dalyką. Ateities automobiliai gal būt bus varomi metalu.

   Taip bent mano Oak Ridge (Tenesio valstija) įsikūrusioje Nacionalinėje laboratorijoje dirbantis mokslininkas Dave Beach, sumanęs, koks būtų tinkamiausias automobilių kuras. Jis tvirtina, kad tai turėtų būti tokių metalų kaip geležies, aliuminio ar boro gabalai. Tereikia susmulkinti juos į vos kelių nanometrų dydžio miltelius ir metalai pasidarys labai reaktyvūs. Padekime juos ir išsiskirs dideli energijos kiekiai. Beach mano, kad automobilis, turintis pakeistą variklį ir pilną metalinės pudros baką, galėtų nuvažiuoti tris kartus toliau nei panašus automobilis su benzininiu varikliu. Deginant tokį nano-kurą į aplinką neišmetami jokie teršalai, be to, kurą bus galima atnaujinti. Apdorojus panaudotas nanodaleles vandenilio dujomis jas galima vėl ir vėl deginti. Gali būti, kad nuo šios idėjos prasidės naujasis geležies amžius. Ne tik automobiliai, bet ir įvairūs kiti motorai gali būti pritaikyti metalų deginimui.

   Pasiūlymas pripildyti automobilio baką metalu skamba keistokai, bet, iš tikrųjų, varikliuose yra naudojamas pats įvairiausias kuras - nuo metano iki anglies dulkių ar parako. Kodėl negalėtų būti panaudoti ir metalai? Galų gale, deginant susmulkintą geležį išsiskirs beveik du kartus daugiau energijos nei sudeginus tokį pat tūrį benzino. O pakeitus geležį boru energijos kiekis išaugs net penkeriopai.

   Metalų pudra jau dabar yra naudojama raketų varikliuose. Pavyzdžiui, daugkartinio naudojimo erdvėlaivių (šatlų) raketose į kurą yra pridedama aliuminio miltelių, metalų milteliai yra naudojami ir kai kuriose torpedose.

   Tačiau vienas dalykas yra naudoti metalą raketose, o visai kitas automobilio variklyje. Kai geležies ar aliuminio granulės susiliečia su oru, jos pasidengia oksido sluoksniu, kurį būtina pašalinti norint metalą uždegti. Daugumai metalų tam reikia mažiausiai 2000 ^oC temperatūros, kuri išgarina oksido sluoksnį atidengdama po juo esantį metalo paviršių. Raketose tai nesudarys didelių problemų, bet automobilyje sukurti tokias aukštas temperatūras yra ne taip paprasta. Kita problema, kuri pasireikš vidaus degimo varikliuose, yra tai, jog išgaravęs metalo oksidas ataušta ir tampa kietomis pelenų dalelėmis. Oksido pelenai nusės ant stūmoklių, cilindrų sienelių ir vožtuvų ir variklis užsikimš.

   Pasirodė, kad viso šito galima išvengti, jei metalas bus susmulkintas į labai mažas, keliasdešimt nanometrų skersmens daleles. Kai geležies milteliai yra apie 50 nm dydžio, jie užsidegs prie kokių 250 ^oC arba nuo paprasčiausios kibirkšties. Kuo ilgiau mokslininkai tyrė nanodaleles, tuo labiau aiškėjo, kad jos elgiasi visiškai kitaip nei didesnė tos pačios medžiagos dalelės.

   Nanodalelės užsidega lengviau, nes jų paviršiaus ploto ir tūrio santykis yra milžiniškas. Geležis lengvai reaguoja su deguonimi, todėl jei vienu metu oras pateks ant didelio geležies ploto, metalas gali užsidegti savaimiškai. Norint to išvengti, gaminant nanodaleles jų paviršius yra padengiamas apsauginiu oksido sluoksniu. Bet net ir padengtas oksidu paviršius turi milžinišką plotą, todėl nedaug pakėlus temperatūrą deguonies molekulės difunduos per oksidą ir inicijuos degimo procesą.

   Kai nanodalelės yra padegamos kibirkštimi, jos labai greitai užsiliepsnoja degimo temperatūra pakyla iki maždaug 800 ^oC - pakankamai, kad būtų atliekamas naudingas darbas, bet per mažai, kad būtų pažeisti lydiniai, iš kurių yra pagamintas variklis. Dalelės paprasčiausiai oksiduojasi ir lieka tik žiupsnis oksido nanodalelių, kurios nei prilimpa prie variklio sienelių, nei jį užkemša. Kai Beach'as tai pamatė, jam kilo dar viena idėja: jis suprato, jog geležies oksidą palyginti nesunku vėl paversti naudingu kuru. Jis iki 425 ^oC pakaitino sudegusį kurą vandenilio atmosferoje. Geležies oksido dalelės virto geležimi, o redukcijos reakcijoje atsiradęs deguonis jungėsi su vandeniliu sudarydamas vandenį. Dabar kurą vėl buvo galima deginti.

   Pirmoji tyrimų stadija yra užbaigta, todėl mokslininkai dabar planuoja sukonstruoti naująjį kurą naudojantį variklį. Beach'as mano, kad sukurti išorės degimo variklius, pavyzdžiui, dujų turbinas bus palyginti paprasta, nors, be abejo, reikės pakeisti kuro padavimo sistemą ir išspręsti sunaudoto kuro surinkimo klausimą. Vėliau bus galima imtis ir metalo dalelėmis varomo vidaus degimo variklio kūrimo darbų. Beach'as siūlo įpurkšti į cilindrus bake laikomas nanodaleles pasinaudojant oro srautu, kuris kartu būtų ir degimui reikalingo deguonies šaltinis. Kibirkštis daleles uždegtų, o sunaudotas kuras būtų iš cilindrų pašalinamas išmetamų dujų srautu. Sunaudotas kuras vėl patektų į kuro baką, kuris judančia membrana būtų perskirtas į dvi dalis, skirtas nesudegintam ir sudegintam kurui. Šitaip turėtume variklį, labai panašų į mums įprastus, bet neišmetantį jokių kenksmingų degimo produktų. Metalo kurą naudojantis variklis tenkintų ir vairuotojus, ir aplinkosaugininkus. Beach'o paskaičiavimu, 33 litrų talpos bako, užpildyto jojo geležies kuru, pakaktų nuvažiuoti tokiam pat atstumui, kokį nuvažiuoja 50 l baką turintis automobilis, varomas benzinu ar dyzelinu.

   Aišku, naujieji varikliai turės nemažai trūkumų, bene svarbiausias iš kurių yra svoris. Nors geležis yra kompaktiškesnis nei vandenilis kuras, ji yra labai sunki, todėl pilnas 50 l talpos kuro bakas svers apie 100 kg - dvigubai daugiau nei tokį pat energijos kiekį duodantis benzino bakas. Be to, kadangi sudegintą kurą teks irgi vežiotis su savimi, papildomo svorio keliamos problemos dar paaštrės. Todėl kai kurie specialistai mano, jog metalinis kuras bus paprasčiausiai per sunkus, kad jį būtų galima naudoti. Ekologiškai švariame automobilyje labiau tiktų vandenilis, kurio kilogramas duoda 12 kartų daugiau energijos nei geležies kilogramas.

   Šie argumentai Beach'o neįtikina. Jis neneigia vandenilio svarbos, bet mano, kad niekas nenorės važiuoti automobiliu, kurio bakas yra užpildytas vandeniliu. Inžinieriams iki šiol nepavyksta surasti būdo, leidžiančio sumažinti saugomo vandenilio tūrį tiek, kad šis kuras pretenduotų tapti benzino alternatyva. Tuo tarpu metalinis kuras kambario temperatūrose yra stabilus, todėl jį gana paprasta saugoti ir transportuoti.

   Per didelio svorio problemą irgi galima bandyti kaip nors išspręsti. Jeigu, pavyzdžiui, naudosime ne geležies, bet aliuminio nanodaleles, iš kiekvieno kilogramo gautos energijos kiekis bus keturis kartus didesnis. Boro atveju laimėjimas bus dar didesnis - net šeši kartai. Aišku, šie metalai yra brangesni už geležį - pavyzdžiui, aliuminis yra net 15 kartų brangesnis už geležį.

   Kol kas visi šie tyrimai tėra pasiekę tik pačią pradinę stadiją, todėl apie metalinio kuro perspektyvas labai sunku spręsti. Kaip ten bebūtų, Beach'o pasiūlyta idėja atveria gana įdomias galimybes. Iki šiol buvo pelnomasi iš akmens anglies, naftos ir dujų klodų. Kas žino, gal ateityje energetikos magnatai pralobs eksploatuodami savartynus, priverstus automobilių, kuriais mes šiandien važinėjame.