นักพัฒนาได้พิจารณากระบวนการจัดเก็บเอทานอลซึ่งเป็นเชื้อเพลิงเหลวทั่วไปในเจลที่เชื่อมโยงทางเคมี
พวกเขาพบว่าการจัดเก็บเอทานอลในพอลิเมอร์เจลยับยั้งแนวโน้มของเชื้อเพลิงให้ระเหยได้อย่างรวดเร็วอย่างสมบูรณ์ อาจเป็นเพราะโมเลกุลของเอธานอลถูก "กักขัง" ไว้ในเจล ตามที่ศาสตราจารย์ Hosoya อธิบายว่า "เจลโพลีเมอร์ประกอบด้วยสายพอลิเมอร์สามมิติจำนวนนับไม่ถ้วนที่มีการเชื่อมโยงทางเคมีสูง โซ่เหล่านี้เชื่อมโยงโมเลกุลเอทานอลผ่านปฏิกิริยาทางกายภาพต่างๆ ซึ่งจำกัดการระเหยในกระบวนการ" ที่น่าสนใจคือเจลที่บรรจุไว้ไม่มีลักษณะเหมือนผ้าขนหนูเปียก ในขณะที่ผ้าขนหนูเปียกจะปล่อยของเหลวออกมาเมื่อถูกบีบ เจลโพลีเมอร์จะไม่ปล่อยเอทานอลเมื่อสัมผัสกับแรงภายนอก
หลังจากแก้ปัญหาการระเหยแล้ว ทีมงานก็ย้ายไปที่ศึกษาลักษณะการเผาไหม้ที่แท้จริงของเอทานอลในเครือข่ายเจลพอลิเมอร์เพื่อดูว่าเผาผลาญได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ พวกเขาจุดไฟเจลทรงกลมที่เติมเอธานอลที่มีขนาดต่างๆ และสังเกตรูปร่างของมวลและรูปร่างแบบเรียลไทม์ จากสิ่งนี้ พวกเขาพิจารณาแล้วว่าการเผาไหม้ของเจลทรงกลม PNIPAAm ที่บรรจุอยู่ประกอบด้วยสองขั้นตอน: เฟสที่ควบคุมโดยการเผาไหม้ของเอธานอลบริสุทธิ์ ตามด้วยเฟสที่สองที่มีการเผาไหม้ของพอลิเมอร์ PNIPAAm เอง
ผ่านการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีที่ตามมาจากผลลัพธ์เหล่านี้ ทีมงานได้ข้อสรุปที่สำคัญ: ระยะการเผาไหม้แรกและระยะหลักของเจลทรงกลม PNIPAAm ที่โหลดนั้นเป็นไปตามแบบจำลองหยดอุณหภูมิคงที่ ซึ่งหมายความว่าการเผาไหม้ของเจลที่มีเอทานอลสามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองเดียวกับหยดเชื้อเพลิงเหลว ซึ่งบอกเป็นนัยว่าลักษณะการเผาไหม้ของเจลนั้นควรมีความคล้ายคลึงกัน
“การเก็บโพลีเมอร์เจลสามารถป้องกันได้การระเบิดและไฟไหม้เนื่องจากการระเหยของเชื้อเพลิงลดลงอย่างรวดเร็ว และในทางกลับกัน การก่อตัวของก๊าซผสมไวไฟ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ง่ายจากการรั่วไหลในสถานที่จัดเก็บ” ศาสตราจารย์โฮโซยะอธิบาย
เชื้อเพลิงเหลวที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงจำเป็นในการใช้งานหลายอย่างที่พลังงานเคมีถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบควบคุม เช่น ในจรวด กังหันก๊าซ บอยเลอร์ และเครื่องยนต์ของยานพาหนะบางประเภท นอกจากลักษณะการเผาไหม้และประสิทธิภาพแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องรับรองความปลอดภัยและความเสถียรของเชื้อเพลิงเหล่านี้ระหว่างการใช้งาน เช่นเดียวกับระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษา
หนึ่งในอันตรายทั่วไปเมื่อทำงานกับเชื้อเพลิงเหลวคือสามารถระเหยได้อย่างรวดเร็วในพื้นที่จำกัด ก่อตัวเป็นเมฆก๊าซไวไฟ ซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิดหรือไฟไหม้ได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยได้พิจารณาความเป็นไปได้ของการใช้เชื้อเพลิงที่ข้นขึ้นหรือเชื้อเพลิงที่เปลี่ยนเป็นสารคล้ายเจลที่มีความหนาที่อุณหภูมิต่ำ น่าเสียดาย มีหลายแง่มุมที่จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงและอุปสรรคในการเอาชนะ ก่อนที่เชื้อเพลิงเจลจะสามารถก้าวข้ามขั้นตอนการวิจัยได้
อ่านเพิ่มเติม:
ดูโดรนที่ "เงียบ" กับการขับเคลื่อนไอออนเจเนอเรชันใหม่
ตัวผู้ไทรโลไบต์โบราณมัดตัวเมียระหว่างผสมพันธุ์
รัสเซียและสหรัฐอเมริกามีเครื่องบิน Doomsday: พวกเขาจะบินอย่างไรและที่ไหนในกรณีการสิ้นสุดของโลก