A fejlesztők fontolóra vették az etanol, egy gyakori folyékony tüzelőanyag, kémiailag térhálós gélben való tárolását.
Azt találták, hogy az etanolt polimerben tároljákA gél teljesen elnyomja az üzemanyag gyors elpárolgási hajlamát. Ez valószínűleg annak a ténynek köszönhető, hogy az etanolmolekulák „csapdába esnek” a gélben, ahogy Hosoya professzor elmagyarázza: „A polimer gél számtalan háromdimenziós polimerláncot tartalmaz, amelyek kémiailag erősen térhálósodnak. Ezek a láncok különféle fizikai kölcsönhatásokon keresztül kapcsolják össze az etanolmolekulákat, korlátozva ezzel a folyamat során a párolgást." Érdekes módon a betöltött gél nem úgy viselkedik, mint egy nedves törülköző. Míg a nedves törülközőből folyadék szabadul fel, ha összenyomják, addig a polimer gél nem bocsát ki etanolt, ha külső erőknek van kitéve.
A párolgás problémájának megoldása után a csapat továbbment a következőreaz etanol tényleges égési jellemzőinek tanulmányozása polimer gélhálózatban, hogy kiderüljön, hatékonyan égnek-e. Különböző méretű etanollal töltött gélgömböket gyújtottak meg, és valós időben figyelték meg tömeg- és alakprofiljukat. Ennek alapján megállapították, hogy a feltöltött PNIPAAm gélgömbök égése két fázisból áll: egy fázisból a tiszta etanol égése dominál, majd egy második fázisból maga a PNIPAAm polimer égése dominál.
Későbbi elméleti elemzésselEzekből az eredményekből a csapat egy fontos következtetésre jutott: a feltöltött PNIPAAm gélgömbök első és fő égési fázisa állandó hőmérsékletű cseppmodellt követ. Ez azt jelenti, hogy a gél etanollal való égése ugyanazzal a modellel írható le, mint a folyékony tüzelőanyag cseppjeinél, utalva arra, hogy égési jellemzőiknek hasonlónak kell lenniük.
"A polimer gél tárolása megakadályozhatjarobbanások és tüzek a tüzelőanyag párolgás meredek csökkenése miatt, és ezzel együtt gyúlékony gázkeverékek képződése, ami könnyen előfordulhat a tárolóhelyiség szivárgása következtében” – magyarázza Hosoya professzor.
Nagy energiasűrűségű folyékony üzemanyagszámos olyan alkalmazásban szükséges, ahol a kémiai energiát szabályozott mozgássá alakítják, például rakétákban, gázturbinákban, kazánokban és egyes járműmotorokban. Az égési jellemzők és teljesítmény mellett ezen tüzelőanyagok biztonságának és stabilitásának biztosítása is fontos a használat során, valamint a szállítás és tárolás során.
Az egyik gyakori veszély a munka soránfolyékony tüzelőanyag az, hogy zárt térben gyorsan elpárolog, gyúlékony gázok felhőit képezve. Ez robbanást vagy tüzet okozhat. A probléma megoldása érdekében a kutatók fontolóra vették sűrített üzemanyagok vagy olyan üzemanyagok alkalmazásának lehetőségét, amelyek alacsony hőmérsékleten sűrű gélszerű anyagokká alakulnak. Sajnos számos szempontot kell optimalizálni, és számos akadályt kell leküzdeni, mielőtt a zselésített üzemanyagok túlléphetnek a kutatási szakaszon.
Olvass tovább:
Nézze meg a "néma" drónt az ionhajtás új generációjával
Az ősi trilobita hímek párzás közben szíjazták a nőstényeket
Oroszország és az Egyesült Államok Doomsday gépekkel rendelkeznek: hogyan és hová repülnek a világ vége esetén