개발자들은 일반적인 액체 연료인 에탄올을 화학적으로 가교된 젤에 저장하는 과정을 고려했습니다.
그들은 폴리머에 에탄올을 저장하는 것을 발견했습니다.젤은 연료가 빠르게 증발하는 경향을 완전히 억제합니다. 이것은 Hosoya 교수가 설명하는 바와 같이 에탄올 분자가 겔에 "갇힌" 사실 때문일 수 있습니다. 이 사슬은 다양한 물리적 상호 작용을 통해 에탄올 분자를 연결하여 과정에서 증발을 제한합니다." 흥미롭게도 로드된 젤은 젖은 수건처럼 작동하지 않습니다. 젖은 수건을 짜면 액체가 방출되지만 폴리머 젤은 외부 힘에 노출될 때 에탄올을 방출하지 않습니다.
증발 문제를 해결한 팀은 다음 단계로 넘어갔습니다.폴리머 겔 네트워크에서 에탄올이 효율적으로 연소되는지 확인하기 위해 에탄올의 실제 연소 특성을 연구합니다. 그들은 다양한 크기의 에탄올로 채워진 겔 구체에 불을 붙이고 질량과 모양 프로파일을 실시간으로 관찰했습니다. 이를 기반으로 그들은 로딩된 PNIPAAm 겔 구체의 연소가 순수한 에탄올의 연소에 의해 지배되는 단계와 PNIPAAm 폴리머 자체의 연소에 의해 지배되는 두 번째 단계의 두 단계로 구성되어 있다고 결정했습니다.
이후의 이론적 분석을 통해이러한 결과에서 팀은 중요한 결론에 도달했습니다. 로드된 PNIPAAm 겔 구체의 첫 번째 및 주요 연소 단계는 일정한 온도 액적 모델을 따릅니다. 이것은 에탄올을 사용한 겔의 연소가 액체 연료 방울의 경우와 동일한 모델로 설명될 수 있음을 의미하며, 이는 연소 특성이 유사해야 함을 암시합니다.
"폴리머 젤을 보관하면 예방할 수 있습니다.연료 증발의 급격한 감소와 저장 시설의 누출로 인해 쉽게 발생할 수 있는 가연성 가스 혼합물의 형성으로 인해 폭발 및 화재가 발생할 수 있습니다.”라고 Hosoya 교수는 설명합니다.
고에너지 밀도 액체 연료로켓, 가스 터빈, 보일러 및 일부 차량 엔진과 같이 화학 에너지가 제어된 동작으로 변환되는 많은 응용 분야에서 필요합니다. 연소 특성 및 성능 외에도 이러한 연료를 사용하는 동안과 운송 및 보관하는 동안의 안전성과 안정성을 보장하는 것도 중요합니다.
작업할 때 일반적인 위험 중 하나액체 연료는 제한된 공간에서 빠르게 증발하여 가연성 가스 구름을 형성할 수 있다는 것입니다. 폭발이나 화재의 원인이 됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 연구진은 농축 연료 또는 저온에서 두꺼운 젤 같은 물질로 변하는 연료를 사용할 가능성을 고려했습니다. 불행히도, 겔화 연료가 연구 단계를 넘어설 수 있기 전에 최적화해야 하는 많은 측면과 극복해야 할 장애물이 있습니다.
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