29 سپتامبر 2023-دومینیک سوستمن
مهندسان شیمی در کالیفرنیا سوختی طراحی کرده اند که فقط با اعمال جریان الکتریکی مشتعل می شود.
سوخت مایع “ایمن” به شعله های آتش واکنش نشان نمی دهد و در حین ذخیره سازی یا حمل و نقل باعث آتش سوزی تصادفی نمی شود.
یوجی وانگ، دانشجوی دکترای مهندسی شیمی در دانشگاه کالیفرنیا ریورساید که مقاله‌ای در مورد سوخت جدید نوشته است، می‌گوید: سوختی که ما معمولاً از آن استفاده می‌کنیم خیلی ایمن نیست. تبخیر می‌شود و می‌تواند مشتعل شود – و متوقف کردن آن دشوار است.
کنترل اشتعال پذیری سوخت و جلوگیری از سوختن آن با حذف ولتاژ بسیار آسان تر است.
وقتی سوخت می‌سوزد، این خود مایع نیست که می‌سوزد. در عوض، این مولکول های سوخت فراری هستند که در بالای مایع معلق هستند که در تماس با اکسیژن و شعله مشتعل می شوند. حذف منبع اکسیژن شعله را خاموش می کند، اما انجام این کار در خارج از موتور دشوار است.
«اگر یک کبریت را در استخر بنزین روی زمین بیندازید، بخار گاز است که می سوزد. شما می توانید آن بخار را استشمام کنید و فوراً متوجه می شوید که فرار است.اگر بتوانید بخار را کنترل کنید، می توانید کنترل کنید که آیا سوخت می سوزد.”
پایه سوخت جدید یک مایع یونی است که شکلی از نمک مایع است. وانگ گفت: “این شبیه نمکی است که ما برای طعم دادن به غذا استفاده می کنیم، که کلرید سدیم است.” “چیزی که ما برای این پروژه استفاده کردیم دارای نقطه ذوب کمتری نسبت به نمک خوراکی، فشار بخار کم و ارگانیک است.”
پس از حضور در آزمایشگاه، تیم فرمول مایع یونی را اصلاح کرد و کلر را با پرکلرات جایگزین کرد. سپس، از فندک استفاده کردند تا ببینند آیا مایع حاصل می‌سوزد یا خیر. وانگ گفت: “دمای یک فندک معمولی به اندازه کافی بالا است و اگر قرار بود بسوزد، می سوزد.”
در مرحله بعد، تیم اعمال ولتاژ را به دنبال شعله سبک تر امتحان کرد که شعله ور شد. وانگ گفت: «وقتی جریان را قطع کردیم، شعله از بین رفت و توانستیم این فرآیند را بارها و بارها تکرار کنیم – اعمال ولتاژ، دیدن دود، روشن کردن دود به طوری که بسوزد و سپس آن را خاموش کنیم. ما هیجان زده بودیم که سیستمی را پیدا کنیم که بتوانیم خیلی سریع شروع کنیم و متوقف کنیم.»
افزودن ولتاژ بیشتر به مایع منجر به شعله های بزرگتر با خروجی انرژی بیشتر می شود. به این ترتیب، این رویکرد همچنین می تواند مانند یک سیستم اندازه گیری یا گاز در یک موتور عمل کند.
مایکل زکریا، استاد برجسته مهندسی شیمی و مقاله مربوطه، گفت: “شما می توانید احتراق را به این روش اندازه گیری کنید، و قطع ولتاژ مانند یک کلید مرده عمل می کند – یک ویژگی ایمنی که به طور خودکار دستگاه را در صورت ناتوانی اپراتور خاموش می کند.”
از نظر تئوری، سوخت مایع یونی را می توان در هر نوع وسیله نقلیه ای استفاده کرد و این تیم برای ثبت اختراع ایالات متحده ثبت نام کرده است. با این حال، هنوز سوالاتی وجود دارد که باید قبل از تجاری سازی به آنها پاسخ داده شود. سوخت باید در انواع مختلف موتورها آزمایش شود و کارایی آن باید تعیین شود.
یکی از ویژگی های جالب مایع یونی این است که می تواند با سوخت معمولی مخلوط شود و همچنان مانند خودش رفتار کند. زکریا گفت: “اما باید تحقیقات بیشتری انجام شود تا بفهمیم چه درصدی می تواند مخلوط شود و هنوز قابل اشتعال نباشد.”
اگرچه تعدادی از مناطق برای تحقیقات بیشتر در مورد مایع وجود دارد، تیم از تولید سوختی که از آتش سوزی های تصادفی و ناخواسته ایمن است هیجان زده است.
این قطعاً گرانتر از روشی است که آنها در حال حاضر سوخت تولید می کنند. این ترکیبات به طور معمول به صورت فله ای تولید نمی شوند، اما اگر تولید می شدند، هزینه آن کاهش می یافت.
چقدر رقابتی خواهد بود؟ من نمی دانم. اما اگر ایمنی مهم است، این یک جنبه اصلی این است. زکریا گفت: شما چیزی امن می سازید، سپس فایده ای دارد که فراتر از خط نهایی است.
