ابداع نوعی سوخت جدید که واکنشی به شعله‌های آتش ندارد

پژوهشگران «دانشگاه کالیفرنیا ریورساید» نوعی سوخت جدید ابداع کرده اند که واکنشی به شعله های آتش ندارد و تنها با اعمال جریان الکتریکی شعله ور می شود.

به گزارش ایسنا به نقل از استادی فایندز، آیا تاکنون فکر کرده اید که شاید سوخت بتواند نسوز باشد؟ این ایده اکنون تحقق یافته است. مهندسان شیمی «دانشگاه کالیفرنیا ریورساید» (UC Riverside)، نوعی سوخت منحصربه فرد را طراحی و ابداع کرده اند که فقط با اعمال جریان الکتریکی مشتعل می شود. مزیت اصلی این سوخت نوآورانه، ایمنی آن است زیرا به شعله های آتش واکنش نشان نمی دهد و در برابر آتش سوزی های تصادفی که هنگام ذخیره سازی یا حمل ونقل رخ می‌دهند، مصون می ماند.

«یوجی وانگ» (Yujie Wang) دانشجوی مقطع دکتری مهندسی شیمی در دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و از پژوهشگران این پروژه گفت: سوختی که ما معمولاً استفاده می کنیم، خيلي ایمن نیست زیرا تبخیر و مشتعل می شود و متوقف کردن آن دشوار است. کنترل کردن اشتعال پذیری سوخت و جلوگیری از سوختن آن با حذف ولتاژ بسیار آسان تر است.

این گروه پژوهشی، حق ثبت اختراع خود را نیز به ثبت رسانده اند. آن ها در مقاله پژوهش، روند ابداع این سوخت و جزئیات فنی آنرا شرح داده اند.

هنگامی که سوخت می سوزد، این مایع نیست که در حال سوختن است، بلکه مولکول های فرار بالای آن هستند که به واسطه مخلوط شدن با اکسیژن و شعله آتش می گیرند.

«پریثویش بیسواس» (Prithwish Biswas) دانشجوی مقطع دکتری مهندسی شیمی در دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: اگر یک کبریت را در استخر بنزین بیندازید، این بخار گاز است که می سوزد. شما میتوانید آن بخار را استشمام کنید و فورا متوجه می شوید که فرار است. اگر بتوانید بخار را کنترل کنید، می توانید سوختن سوخت را نیز تحت کنترل درآورید.

در قلب این نوآوری، یک مایع یونی قرار دارد که در اصل نوعی نمک مایع است. وانگ خاطرنشان کرد: این نمک شبیه به نمکی است که ما برای طعم دادن به غذا از آن استفاده می کنیم. نمونه ای که ما برای این پروژه استفاده کردیم، نقطه ذوب کمتری نسبت به نمک خوراکی دارد و دارای فشار بخار پایین و همچنین، ارگانیک است.

دانشمندان برای آزمایش کردن کار خود، از یک فندک معمولی استفاده کردند اما مایع شعله ور نشد. هنگامی که آن ها یک جریان الکتریکی را اعمال کردند و سپس فندک را بکار بردند، سوخت مشتعل شد اما پس از حذف کردن جریان الکتریکی، سوختن متوقف شد.

وانگ توضیح داد: هنگامی که جریان را قطع کردیم، شعله خاموش شد و توانستیم فرآیند اعمال ولتاژ، دیدن دود، سوزاندن و خاموش کردن را بارها تکرار کنیم. ما هیجان زده بودیم تا سیستمی را پیدا کنیم که بتوانیم آن را خیلی سریع راه اندازی و سپس متوقف کنیم.

هرچه ولتاژ بیشتری اعمال شود ، شعله بزرگ تر و پرانرژی تر می شود و می تواند کنترل دقیقی را در سیستم موتور ارائه دهد. «مایکل زکریا» (Michael Zachariah) استاد برجسته مهندسی شیمی در دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و از پژوهشگران این پروژه گفت: از این طریق می توان احتراق را اندازه‌گیری کرد. کاهش ولتاژ نیز مانند یک کلید مرده عمل می کند. این یک ویژگی ایمنی است که در صورت ناتوانی اپراتور، دستگاه را به طور خودکار خاموش می کند.

در تئوری، این سوخت مایع یونی میتواند در هر وسیله نقلیه ای مورد استفاده قرار بگیرد اما در عمل، چالش هایی وجود دارد که باید پیش از عرضه آن به بازار برطرف شوند. از میان این چالش ها می توان به ارزیابی سازگاری و کارآیی موتور اشاره کرد. یکی از جنبه های جالب، توانایی سوخت برای مخلوط شدن با سوخت های معمولی در حالی است که ویژگی های غیر قابل اشتعال خود را حفظ می کند. نسبت دقیق مخلوط هنوز موضوعی است که باید تحقیقات بیشتری روی آن انجام شود.

اگرچه زکریا در مورد مزایای ایمنی این اختراع هیجان زده بود اما به موانع بالقوه در تجاری سازی محصول نیز اشاره کرد که در درجه نخست، به دلیل هزینه بالای آن هستند.

او ادامه داد: این روش قطعا گران تر از روشی است که در حال حاضر برای تولید سوخت به کار می رود. این ترکیبات معمولا به صورت انبوه تولید نمی شوند ولی اگر تولید شوند، قیمت تمام شده کاهش خواهد یافت. من نمی دانم که این چقدر رقابتی خواهد بود اما اگر ایمنی مهم باشد، این یک جنبه اصلی است. با این روش، یک سوخت بی خطر ساخته می شود و مزیت آن فراتر از حد نهایی است.

این پژوهش در «Journal of the American Chemical Society» به چاپ رسید.