Инженеры-химики Калифорнийского университета в Риверсайде разработали топливо, которое воспламеняется только при подаче электрического тока. Поскольку оно не реагирует на пламя и не может вызвать случайного возгорания при хранении или транспортировке, это “безопасное” жидкое топливо.
“Топливо, которое мы обычно используем, не очень безопасно. Он испаряется и может воспламениться, и это трудно остановить”, – сказал Юджи Ван, докторант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе по химической инженерии и соавтор новой статьи об этом топливе. “Гораздо проще контролировать воспламеняемость нашего топлива и остановить его горение, когда мы снимаем напряжение”.
В статье Journal of the American Chemical Society описано, как команда создала топливо, и дополнительные технические подробности также включены в поданный ими патент.
Когда топливо сгорает, горит не сама жидкость. Вместо этого именно летучие молекулы топлива, парящие над жидкостью, воспламеняются при контакте с кислородом и пламенем. Отключение источника кислорода погасит пламя, но это трудно сделать вне двигателя.
“Если вы бросите спичку в лужу бензина на земле, то горят пары газа. Вы можете почувствовать запах этого пара и сразу же понять, что он летучий”, – сказал Притвиш Бисвас, докторант кафедры химической инженерии Калифорнийского университета и первый автор статьи. “Если вы можете контролировать количество пара, вы можете контролировать, горит ли топливо”.
Основой нового топлива является ионная жидкость, представляющая собой форму сжиженной соли. “Это похоже на соль, которую мы используем для ароматизации пищи, – это хлорид натрия”, – сказал Ван. “Тот, который мы использовали для этого проекта, имеет более низкую температуру плавления, чем поваренная соль, низкое давление паров и является органическим”.
Оказавшись в лаборатории, команда изменила формулу ионной жидкости, заменив хлор перхлоратом. Затем они воспользовались зажигалкой, чтобы посмотреть, загорится ли полученная жидкость. “Температура обычной зажигалки достаточно высока, и если бы она собиралась сгореть, то так бы и произошло”, – сказал Ван.
Затем команда попробовала применить напряжение, за которым последовало пламя зажигалки, которое действительно воспламенилось. “Как только мы отключили ток, пламя исчезло, и мы смогли повторять этот процесс снова и снова — подавать напряжение, видеть дым, поджигать дым, чтобы он горел, а затем выключать его”, – сказал Ван. “Мы были рады найти систему, которую мы могли бы запускать и останавливать очень быстро”.
Добавление большего напряжения к жидкости приводило к увеличению пламени с большей отдачей энергии. Таким образом, этот подход мог бы также действовать как система дозирования или регулирования давления в двигателе.
“Таким образом, вы можете измерить степень горения, и отключение напряжения работает как автоматический выключатель — функция безопасности, которая автоматически отключает машину, если оператор становится недееспособным”, – сказал Майкл Захария, заслуженный профессор химической инженерии Калифорнийского университета и автор соответствующей статьи.
Теоретически ионное жидкое топливо можно было бы использовать в любом типе транспортных средств. Однако все еще есть вопросы, на которые необходимо ответить, прежде чем это можно будет коммерциализировать. Топливо необходимо будет протестировать на различных типах двигателей, и необходимо будет определить его эффективность.
Интересным свойством ионной жидкости является то, что ее можно смешивать с обычным топливом и она при этом ведет себя так же, как и сама по себе. “Но необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, какой процент можно смешать и при этом сделать его невоспламеняющимся”, – сказал Захария.
Несмотря на то, что существует ряд областей для дополнительных исследований этой жидкости, команда рада, что создала топливо, защищенное от случайных, непреднамеренных возгораний.
“Это определенно было бы дороже, чем тот способ, которым они в настоящее время производят топливо. Обычно эти соединения не производятся массово, но если бы они производились, стоимость снизилась бы”, – сказал Захария.
“Насколько это было бы конкурентоспособно? Я не знаю. Но если безопасность важна, то это важный аспект всего происходящего. Вы делаете что-то безопасным, тогда есть выгода, которая выходит за рамки конечного результата”, – сказал Захария.