一種新型的燃燒方式可能成為未來高效清潔的能源

一種新型的燃燒方式可能成為未來高效清潔的能源

本月下旬,一枚Texus火箭將從瑞典埃斯蘭奇(Esrange)發射升空,將上行約260公里,然後墜落回地球,為研究人員提供六分鐘零重力的機會。他們的實驗是燃燒金屬粉末以瞭解新型火焰。

當一塊燃料由於周圍其他燃料燃燒產生的熱量而被點燃並完全燃燒時,就會發生所謂的離散燃燒。與傳統的持續燃燒燃料的大火不同,離散的大火通過從一種燃料源跳到另一種燃料源而擴散。地球上很少有離散火災的例子,但通常在除夕夜點燃的煙火就是一個例子。

另一個例子是森林火災,其中樹木單獨燃燒,而下一棵樹木僅在其周圍的樹木燃燒所產生的熱量達到燃燒所需的溫度時才燃燒。

一種新型的燃燒方式可能成為未來高效清潔的能源

當前大多數運輸工具都依靠汽油和石油,因為它們具有特別高的能量密度。ESA的安東尼奧·韋爾加(Antonio Verga)表示:“儘管電動汽車取得了很大進展,但與傳統的汽油汽車相比,其能源效率卻降低一百倍。如果我們想保持公路運輸範圍和能力,那麼我們需要尋找替代方案。”

金屬具有很高的能量密度,但是當它們在不連續的火焰中燃燒時,除非呈粉末狀,否則它們不容易點燃。“我們需要找到氧氣和金屬粉末的理想混合物以及金屬粉塵的理想尺寸,以創造最佳的燃燒條件,”安東尼奧解釋說,“這是本月開始的Perwaves實驗的原因。”

通過讓金屬粉末在飛越大氣層邊緣的過程中點燃,研究人員可以研究在失重狀態下均勻懸浮的金屬粉末是如何在燃燒室中燃燒的。這在地球上是不可能的,因為粉末在重力作用下會聚集成一堆。

燃燒結果將被認真分析研究,從而創建離散燃燒模型以推斷其理想條件。

安東尼奧說:“一旦我們知道理想混合物的組成,我們就可以在地球上的任一發電站中,或者可能在汽車的發動機中,通過將鐵粉注入燃燒室中一小段時間,鐵粉就可以在設計成具有完美燃燒條件的燃燒室內燃燒。”

“金屬燃燒的優點在於它不含碳,例如,如果燃燒鐵粉,唯一的'廢物'產品就是鐵鏽,”安東尼奧說,“可以很容易地將其循環利用重新生產為金屬粉末。”

Perwaves實驗將在Texus-56火箭上進行,由蒙特利爾的麥吉爾大學和德國不來梅的空中客車探空火箭團隊構思和設計。


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