Vývojáři uvažovali o procesu skladování etanolu, běžného kapalného paliva, v chemicky zesíťovaném gelu
Zjistili, že skladování etanolu v polymerugel zcela potlačuje tendenci paliva se rychle odpařovat. To je pravděpodobně způsobeno skutečností, že molekuly ethanolu jsou „uvězněny“ v gelu, jak vysvětluje profesor Hosoya: „Polymerový gel obsahuje nespočet trojrozměrných polymerních řetězců, které jsou vysoce chemicky zesíťovány. Tyto řetězce spojují molekuly ethanolu prostřednictvím různých fyzikálních interakcí a omezují jeho odpařování v procesu." Zajímavé je, že naložený gel se nechová jako mokrý ručník. Zatímco mokrý ručník při ždímání uvolňuje kapalinu, polymerový gel neuvolňuje ethanol, když je vystaven vnějším silám.
Po vyřešení problému s vypařováním se tým přesunul dostudium skutečných charakteristik spalování etanolu v síti polymerního gelu, aby se zjistilo, zda spalují efektivně. Zapálili ethanolem naplněné gelové kuličky různých velikostí a v reálném čase sledovali jejich hmotnostní a tvarové profily. Na základě toho určili, že spalování naložených gelových kuliček PNIPAAm sestávalo ze dvou fází: fáze, v níž dominovalo spalování čistého etanolu, následovaná druhou fází, v níž dominovalo spalování samotného polymeru PNIPAAm.
Následným teoretickým rozboremZ těchto výsledků tým dospěl k důležitému závěru: první a hlavní spalovací fáze naplněných gelových kuliček PNIPAAm sleduje model kapek konstantní teploty. To znamená, že spalování gelu s etanolem lze popsat stejným modelem jako u kapiček kapalného paliva, což naznačuje, že jejich spalovací charakteristiky by měly být podobné.
„Skladování polymerového gelu může zabránitvýbuchy a požáry v důsledku prudkého omezení odpařování paliva a následně i tvorby hořlavých plynných směsí, ke kterým může snadno dojít v důsledku netěsnosti ve skladu,“ vysvětluje profesor Hosoya.
Kapalné palivo s vysokou hustotou energienezbytné v mnoha aplikacích, kde se chemická energie přeměňuje na řízený pohyb, jako jsou rakety, plynové turbíny, kotle a některé motory vozidel. Kromě spalovacích charakteristik a výkonu je důležité i zajištění bezpečnosti a stability těchto paliv při používání, ale i při přepravě a skladování.
Jedno z běžných nebezpečí při práci skapalné palivo spočívá v tom, že se může v omezeném prostoru rychle odpařovat a vytvářet oblaka hořlavých plynů. To může způsobit výbuch nebo požár. K vyřešení tohoto problému vědci zvažovali možnost použití zahuštěných paliv nebo paliv, která se při nízkých teplotách mění na husté gelovité látky. Bohužel existuje mnoho aspektů, které je třeba optimalizovat, a překážek, které je třeba překonat, než se zgelovatělá paliva přesunou za fázi výzkumu.
Přečtěte si více:
Podívejte se na „tichý“ dron s novou generací iontového pohonu
Starověcí trilobití samci připoutali samice během páření
Rusko a Spojené státy mají letadla Doomsday: jak a kam poletí v případě konce světa