Vývojári uvažovali o procese skladovania etanolu, bežného tekutého paliva, v chemicky zosieťovanom géli
Zistili, že skladovanie etanolu v polymérigél úplne potláča tendenciu paliva rýchlo sa vyparovať. Je to pravdepodobne spôsobené tým, že molekuly etanolu sú „uväznené“ v géli, ako vysvetľuje profesor Hosoya: „Polymérny gél obsahuje nespočetné množstvo trojrozmerných polymérnych reťazcov, ktoré sú vysoko chemicky zosieťované. Tieto reťazce spájajú molekuly etanolu prostredníctvom rôznych fyzikálnych interakcií, čím obmedzujú jeho odparovanie v procese." Zaujímavé je, že naložený gél sa nespráva ako mokrý uterák. Zatiaľ čo mokrý uterák pri stlačení uvoľňuje kvapalinu, polymérový gél pri vystavení vonkajším silám neuvoľňuje etanol.
Po vyriešení problému odparovania sa tím presunul naštúdium skutočných charakteristík spaľovania etanolu v polymérnej gélovej sieti, aby sa zistilo, či spaľujú efektívne. Zapálili etanolom naplnené gélové guľôčky rôznych veľkostí a pozorovali ich hmotnostné a tvarové profily v reálnom čase. Na základe toho určili, že spaľovanie naplnených gélových guľôčok PNIPAAm pozostávalo z dvoch fáz: fázy, ktorej dominovalo spaľovanie čistého etanolu, po ktorej nasledovala druhá fáza, ktorej dominovalo spaľovanie samotného polyméru PNIPAAm.
Následným teoretickým rozboromZ týchto výsledkov tím dospel k dôležitému záveru: prvá a hlavná fáza spaľovania naplnených gélových guľôčok PNIPAAm sleduje model kvapiek s konštantnou teplotou. To znamená, že spaľovanie gélu s etanolom možno opísať rovnakým modelom ako v prípade kvapiek kvapalného paliva, čo naznačuje, že ich spaľovacie charakteristiky by mali byť podobné.
„Skladovanie polymérového gélu môže zabrániťvýbuchy a požiare v dôsledku prudkého zníženia vyparovania paliva a následne aj tvorby horľavých zmesí plynov, ku ktorým môže ľahko dôjsť v dôsledku netesnosti v sklade,“ vysvetľuje profesor Hosoya.
Kvapalné palivo s vysokou hustotou energienevyhnutné v mnohých aplikáciách, kde sa chemická energia premieňa na riadený pohyb, ako napríklad v raketách, plynových turbínach, kotloch a niektorých motoroch vozidiel. Okrem spaľovacích charakteristík a výkonu je dôležité zabezpečiť aj bezpečnosť a stabilitu týchto palív počas používania, ako aj počas prepravy a skladovania.
Jedno z častých rizík pri práci skvapalné palivo spočíva v tom, že sa môže v uzavretom priestore rýchlo vyparovať a vytvárať oblaky horľavých plynov. Môže to spôsobiť výbuch alebo požiar. Na vyriešenie tohto problému vedci zvažovali možnosť použitia zahustených palív alebo palív, ktoré sa pri nízkych teplotách menia na husté gélovité látky. Žiaľ, existuje mnoho aspektov, ktoré je potrebné optimalizovať, a prekážok, ktoré treba prekonať, kým sa gélové palivá dostanú za fázu výskumu.
Čítaj viac:
Pozrite sa na „tichý“ dron s novou generáciou iónového pohonu
Starovekí trilobití samci pripútali samice počas párenia
Rusko a USA majú lietadlá Doomsday: ako a kam budú lietať v prípade konca sveta