Може ли двигател с вътрешно горене да работи в космоса? – AUTOZONA.bg
Connect with us

Интересно

Може ли двигател с вътрешно горене да работи в космоса?

Публикувано преди

на

Преди година тогавашния главен прокурор сравни сложността да едно дело в пътуване до Луината с дизелов двигател. Идеята тогава явно бе, че един двигател няма да може да работи в космоса. Но дали всъщност е невъзможно двигател с вътрешно горене да работи в космоса. Този въпрос е зададен на изследователи и професори от Калифорнийския политехнически държавен университет.

Какво изобщо правят двигателите?

Internal Combustion Engines In Space NASA Getty Images 19

Най-добре е да започнем с опреснителен или потенциално нов урок за тези, които не знаят точно какво прави един двигател и как го прави. Най-простата идея е, че един двигател създава своя собствена мощност чрез „работен флуид“, за да създаде движение. Работният флуид е газ или течност, която основно пренася сила, движение или механична енергия. Знаем, че е трудно да мислим за газ като за „течност“, но в света на науката газът се третира като течност за много неща. Ако не беше така, нямаше да разберем как работят нито аеродинамиката, нито пневматичните клапани, камо ли да можем да ги моделираме.

Това определение е защо двигателят е различен от двигателя, който изисква захранване от външен източник, за да създаде движение, т.е.: електрическият двигател изисква захранване от батерия или друг източник на електрическа енергия, за да произведе движение. Обаче неспециалистът може да използва или „мотор“, или „двигател“ взаимозаменяемо, когато говори за задвижване на превозно средство. За целите на тази статия ще използваме само „двигател“, за да опишем двигател и няма да разменяме двете.

019-kaase-p51-big-block-ford-combustion-chamber

Изгарянето е процесът, при който гориво се изгаря с окислител в определено съотношение на всеки от тях. Това горене създава топлина, която причинява разширяване на газовете в нашия цилиндър – известен още като нашата работна течност. Това е всичко, което е горенето и затова повечето хора, когато ги попитат, ще обяснят защо един двигател няма да работи в космоса.

В космоса няма кислород и това е вакуум, който ще изсмуче горивото, преди да може да се запали, така че не би трябвало да работи. Това, което те не си задават точно преди да отговорят на този въпрос, е „защо една ракета работи в космоса, когато ДВГ не може?“ Сега, след като вероятно сте попитали това, можем правилно да започнем тази статия.

Професорът по машинно инженерство, Патрик Лемьо и професорът по аерокосмическо инженерство, Даян Дж. ДеТурис разкриват цялата теория и обяснение за тази тема. Двамата преподават в Калифорнийския университет машинно и космическо инженерство.

„Разликата идва в това, което правите с произведената енергия“, казва проф. ДеТурис, „Ракетата използва енергията, за да създаде тяга в сближаваща се, отклоняваща се дюза, но ДВГ използва енергията, за да създаде въртене. Всяко от тези неща може да бъде направено във вакуум“, обаче, посочва тя, „просто трябва да вземете предвид околната температура, когато проектирате вашето приложение и това лесно може да повлияе на материалите, които използвате в космоса.“ Един такъв проблем се дължи на липсата на кислород, лесно е студено заваряване на метали заедно. Това явление, свързано с вакуума, позволява на металите да се заваряват без топене или топлина, което е било проблем в миналото за астронавтите и сателитите. Съвременните материали и по-доброто разбиране на този феномен обаче ни доведоха до материали, по-подходящи за пространството и предотвратяващи студено заваряване.

„Можете да усетите как това се отразява и на нещата“, казва проф. Лемьо, „като разгледате двигателите на малки витлови самолети от общата авиация.“ „Нормално аспирираните виждат драматичен спад в околното налягане, докато се изкачват стабилно, разбира се, и това е свързано със спад в производителността и защо „височината на плътност“ е толкова важен параметър както за двигателите, така и за самолетите.“ Ето защо тези двигатели са с ограничена надморска височина без добавяне на турбокомпресор или компресор за вкарване на повече въздух, точно както бихте направили в автомобилен двигател с висока мощност. Налягането на форсиране означава повече въздух, който да използвате, докато изгаряте вашия бензин.

Получаване на кислород
Проф. Лемьо също така обяснява, че макар да изглежда, че двигателят изобщо няма да работи в пълен вакуум, това е възможно, ако можете да осигурите окислител. „Тогава това със сигурност е така. Ако разчитате на околната среда да осигури окислителя, няма да работи“, добавя той. Ако сте проектирали инжектора на окислителя да работи със затворен пленум, бихте могли дори да запазите същите конструкции на клапаните, които използваме в двигателите сега. Или бихте могли да бъдете иновативни и да премахнете цялата всмукателна система и порт, като ги замените с директен инжектор за течен кислород.

Захранване на мощния ракетен двигател

Internal Combustion Engines In Space NASA Getty Images 30

Използването на инжектор за окислител е подобно на начина, по който течните ракети го правят сега, просто инжекторът за ракета обикновено не работи като инжекторите в ДВГ. Помпите за течния кислород и течното гориво на ракетата работят много като турбокомпресор и се наричат турбопомпи. Разликата – обикновено – е, че вместо да използва отработен газ за задвижване на турбината, той използва гравитацията и издърпва течните горива надолу, за да задвижи турбина. Работното колело, прикрепено към тази турбина, поставя всяка течност под налягане, преди да я изпрати в основната горивна камера на ракетата.

Има и други, които използват газов генератор за задвижване на работното колело (работещ точно като турбокомпресор) и напоследък имаше опити турбината да се задвижва с електрически двигател („електрическата ракета“, за която може би сте чували, ако сте случайно изчистване на напредъка на ракетната техника). Начинът, по който това се прави, просто се различава в зависимост от производителя на ракетата и дори от параметрите на конкретната мисия, на която ракетата лети.

Горивото под налягане се подава в главен клапан, който се отваря и затваря, контролирайки потока на гориво към инжектора. Това, което всъщност пулверизира горивото, е плоча (или двойки или комплекти плочи), пълна с точно пробити дупки, каквито бихте видели в края на бензинов инжектор. Освен това, за разлика от горивния инжектор за вашето превозно средство, няма игла, която всъщност контролира колко гориво влиза в основната горивна камера. Всичко се контролира от главните клапани, които контролират потока, а не обема.

Накрая горивото се запалва, както споменахме преди, и ракетата се издига от подложката или се придвижва напред в пространството. За да поддържа захранването на горивото в гравитационни турбопомпи, докато е в космоса, без каквато и да е отделна механична или електрическа помпа, ракетата разчита на инерцията, създадена чрез ускоряване, за да поддържа потока на течното гориво и окислителя. Този импулс създава нещо като изкуствена гравитация, която принуждава течностите към дъното на резервоарите и постоянно захранва турбопомпите. Много от тези решения за захранване на ракетен двигател с гориво и окислител могат да бъдат приложени към ICE. Отново, това е само въпрос на разлика в това, което всеки двигател прави с разширяващите се газове.

Вакуумът също не е проблем

Internal Combustion Engines In Space NASA Getty Images 8

Въпреки че бихте си помислили, че вакуумът на космоса би представлявал проблем, проф. Лемьо обяснява, че буталните пръстени могат да се уплътняват във вакуум. Имайте предвид, че тези пръстени се борят срещу огромната разлика в налягането на разширяващ се газ срещу атмосферното налягане, което двигателят обикновено би виждал. „Това, срещу което уплътняват буталните пръстени, не е абсолютното противоналягане в картера“, обяснява проф. Lemieux, „По-скоро това е „делта Р“ между горивната камера (CC) и картера, което действа, за да изтласка съдържание на CC към картера.“

Той също така посочва, че дори когато двигателят работи на морското равнище, „има голяма делта P през тези пръстени, която се променя непрекъснато през целия 4-тактов цикъл“ и те вършат чудесна работа за уплътняване на камерата през целия цикъл. „Ако същият двигател е с турбо (или) компресор“, добавя той, „делта Р може да се увеличи значително (да речем, повече от 15 psi), а пръстените продължават да вършат добра работа за уплътняването му. Абсолютно 0 psi в картера , което е вашият сценарий, добавя не повече от 15psi към тази делта P. Така че там няма проблем.“

Най-добрият начин за борба с обратното налягане

Тази вакуумна среда може потенциално да бъде от полза за ДВГ. „От механична страна“, казва проф. Lemieux, „нещата също стават интересни: липсата на противоналягане в отработените газове означава, че обемната ефективност на двигателя ще се увеличи, така че работата на двигателя, като средното ефективно налягане при спиране (BMEP) и други, ще върви нагоре.“ Това работи и в картера, който той отбелязва, че „също ще спадне, а това означава, че разликата в налягането в челото на буталото ще се повиши с до една атмосфера, като отново ще се удря BMEP“. Ако сте гледали сезон 1 на Engine Masters, епизод девет, знаете, че всички видове двигатели искат намалено противоналягане и че има мощност, която може да се спечели чрез намаляването му. Само си представете мощността, която може да генерира вашият двигател с нулево обратно налягане в изпускателната система или в картера.

Всичко това означава, че вакуумът не е проблем и че горенето всъщност не зависи от „компресията“. Това наистина е по-скоро съхранение на ротационна енергия, която се прехвърля към трансмисията чрез коляновия вал. Това компресиране обаче води до топлина, докато газовете се компресират, и това заедно с искрата от запалителната свещ започва превръщането на бензина и кислорода в термично разширение на тези газове.

И така, какво всъщност прави ходът на компресията?

Internal Combustion Engines In Space NASA Getty Images 24

Въпреки това, ако можете да генерирате достатъчно топлина от вашата искра или дори да използвате предварително запалване, вашата горивна камера не се нуждае от компресия и ще продължи да работи. Има дори тестове с двигатели, които използват отделна горивна камера, която захранва разширяващите се газове в цилиндъра, за да принуди буталото надолу. Отново, ракетният двигател прави същото и няма бутало, което да създава компресия. Можете също така да запалите бензин извън двигателя, особено лесно е, когато е в газообразно състояние (изпаренията).

Компресията на всеки бутален двигател е начин за съхраняване на потенциална енергия, която ще се използва за генериране на ротационна енергия чрез коляновия вал. Няма значение дали е двутактов или четиритактов; бензин, дизел или друга форма на гориво. Ако горивото е достатъчно горещо, за да достигне запалване със своя окислител, то ще се запали и ще се разшири, докато удари нещо и премести този обект или спре, защото този обект изисква повече сила, отколкото това разширяване произвежда.

Не е горивото и окислителя, а теглото

Освен екстремния студ, който може да се обясни с материали в момента (частите в космоса също трябва да се въртят), защо не видим генератори, захранвани с ДВГ за космическата станция, марсохода Perseverance и бъдещите бъгита на Луната ? Има две важни съображения, когато става въпрос за изследване на космоса: тегло и дълголетие. Разбира се, ние имаме способността да инжектираме течности в горивните камери, въпреки че кислородът е криогенна течност и изисква много ниски температури, за да остане течност, нито това е проблем, тъй като можем да правим това в ракетните двигатели точно както правим с много видове гориво.

Проблемите възникват при пренасянето на това гориво и окислител в космоса и как потенциално бихте го попълнили. Един от основните проблеми с влизането в космоса е, че имате нужда от голяма скорост, за да влезете в орбита и дори повече, когато искате да излезете извън гравитационното влияние на Земята и да отидете на друга планета. Ето защо виждате много орбитални и междупланетни мисии да използват неща, за които създателите на състезателни автомобили мечтаят, като титан, въглеродни влакна и други свръхлеки материали.

Това е и причината толкова много космически и марсиански кацащи превозни средства да изглеждат като скелетирани, с изключение на някои от екраните от фолио за защита на чувствителните към топлина части. Ако също така трябва да носите горивото и окислителя, трябва да отчетете тази маса във вашето изстрелване и орбитална механика, като приложите повече енергия на тягата, за да постигнете скоростта на бягство. Ако сте имали работа със състезателна кола, виждате накъде отива това. Ако не, по-голямата тяга изисква повече мощност, а това означава повече гориво и повече тегло. Ако можехте да зареждате гориво в орбита – което по време на писането на това писмо ние не можехме – това нямаше да е проблем. Тъй като не можем, ние разчитаме на батерии, които се захранват от слънчева енергия, за да управляват двигатели и захранваща електроника на нашите космически превозни средства и Международната космическа станция (МКС).

Въпреки че е възможно да работи двигател с вътрешно горене във вакуум и студена среда на космоса, реалността е, че това просто не е възможно. Тежестта на носенето на горивото и окислителя е основното бреме, последвано от предизвикателството за попълване на двете, когато сте извън Земята. Това означава, че батериите, слънчевата и ядрената енергия и генерирането са единствените надеждни и устойчиви източници за космически станции и превозни средства, които се нуждаят от захранване за инструменти и дори движение.

Продължи с четенето

Интересно

Toyota продължава да залага на водорода. Най-новия модел, който представи е …. сауна

Published

on

By

  • Toyota вярва, че водородната енергия може да играе ключова роля за постигането на глобална въглеродна неутралност. Автомобилният производител си партнира с производител на сауни, за да представи интригуваща нова концепция. Повечето съвременни сауни са електрически или на дърва, но тази е много различна.

Автомобилната индустрия е в разгара на радикална трансформация, водена от нови силови агрегати и иновативни технологии. Предвид промените, които са в ход, човек би си помислил, че Toyota , най-големият производител на автомобили в света, ще отдели всички възможни ресурси, за да гарантира, че бъдещите ѝ модели са сред най-добрите на пазара. Въпреки това, някак си е намерила време да разработи сауна, несравнима с никоя друга.

Представена като концепция и разработена съвместно с финландския производител на сауни Harvia, тази система е първата в света сауна, която е захранвана с водород.

Не е тайна, че Toyota инвестира сериозно във водород и дори първия автомобил на BMW за производство на водород ще използва горивна клетка от японската марка. Но използването на същите принципи за създаване на устойчива сауна? Това е нещо ново.

Наскоро направи своята премиера на Световния форум за сауна (да, това е истинско нещо) във Финландия и използва специален нагревател с водородно горене, за да насочва пламъците и топлия въздух през традиционните камъни за сауна. Тази система генерира само пара и топъл въздух, служейки като чиста алтернатива на електрическите или традиционните печки на дърва и отделяйки точно нулеви емисии на CO2 при употреба.

Toyota построи нещо толкова странно, че дебютира на конвенция за сауни

Toyota отдавна вярва, че водорода ще играе важна роля за постигането на въглероден неутралитет в няколко важни индустрии, затова е решила да покаже какво може да направи в света на сауните. Няма информация дали производителят на сауни Harvia действително възнамерява да превърне този проект в производствен модел, но сме сигурни, че ще има много хора, готови да отворят портфейлите си за чиста и екологична сауна.

„Това сътрудничество с Toyota ни позволява да разширим границите на иновациите в сауните и да демонстрираме нашата отдаденост към екологичната отговорност“, каза ръководителят на отдела за иновации и технологии в Harvia, Тимо Харвия. „Дълбокият опит на Toyota в работата и изгарянето на водород ни даде безопасен и ефикасен начин да използваме водорода като чист енергиен източник – нещо, което може би не бихме обмислили скоро без такъв доверен партньор.“

carscoops.com

Продължи с четенето

Интересно

Тръмп продава своята Tesla Model S

Published

on

By

  • Според официално съобщение президентът Тръмп е решил да продаде своя Tesla Model S. Ходът идва малко след много публичен скандал в социалните мрежи.

Не след дълго се разплита един от най-неочакванията политически романс в последно време. Това, което започна като нашумяла демонстрация на подкрепа от Доналд Тръмп за Илон Мъск и Тесла, бързо се превърна в хаотична публична вражда, допълнена от обиди, конспиративни теории и сега – гаражна разпродажба.

Миналият март президентът Тръмп обеща да купи Tesla като „проява на доверие и подкрепа за Илон Мъск“, тъй като хората „незаконно“ бойкотираха марката. Той продължи да нарича Tesla „един от най-великите автомобилни производители в света“ и похвали Мъск като „наистина велик американец“.

Тези чувства се влошиха значително през последните няколко дни. Мъск даде тласък, когато нарече „Големия красив закон“ на Тръмп „отвратителна мерзост“. Атаките и обидите се засилиха оттам нататък, като откровеният изпълнителен директор в крайна сметка заяви, че тарифите на Тръмп ще причинят рецесия, преди да заяви, че президентът е „в досиетата на Епщайн“ и „това е истинската причина те да не са били оповестени публично“.

Тръмп отвърна на удара и заплаши да прекрати държавните договори и субсидии за компании, собственост на Мъск. Президентът също така заяви, че технологичният милиардер е „полудял“.

Голямата красива Тесла на Тръмп току-що беше уволнена

Общественият спор се успокои днес, но „Ню Йорк Таймс“ съобщава, че Тръмп е решил да продаде своя Tesla Model S. Превозното средство обаче е до голяма степен само символ, тъй като според съобщенията Тайните служби не му позволяват да го използва. Като оставим настрана електрическия седан, Тръмп не е обсъждал директно ситуацията с Мъск. Въпреки това, той сподели съобщение от адвокат на Епщайн, в което се твърди, че известният финансист „няма информация, която да навреди на президента Тръмп“.

Илон, от друга страна, не е спрял да публикува съобщения до X. Въпреки че избягва да атакува директно президента, той твърди, че „Конгресът довежда Америка до фалит“.

Източник: Ню Йорк Таймс“

Продължи с четенето

Интересно

Нова горивна клетка на базата на натрий ще даде шанс за електрическа авиация

Published

on

By

Батериите наближават границите на възможностите си по отношение на това колко енергия могат да съхраняват за единица тегло. Това е сериозна пречка за енергийните иновации и търсенето на нови начини за захранване на самолети, влакове и кораби. Сега изследователи от Масачузетския технологичен институт и други учени са измислили решение, което би могло да помогне за електрифицирането на тези транспортни системи.

Вместо батерия новата концепция представлява вид горивна клетка, която е подобна на батерията, но може бързо да се презарежда с гориво. В този случай горивото е течен метален натрий – евтин и широко достъпен продукт. От другата страна на клетката е обикновен въздух, който служи като източник на кислородни атоми. Между тях слой от твърд керамичен материал служи като електролит, позволяващ на натриевите йони да преминават свободно, а порест електрод, насочен към въздуха, помага на натрия да влезе в химическа реакция с кислорода и да произведе електричество.

В поредица от експерименти с прототип на устройството изследователите демонстрират, че тази клетка може да пренася повече от три пъти повече енергия за единица тегло от литиево-йонните батерии, използвани днес в почти всички електрически превозни средства.

Откритието на екип от Масачузетския технологичен институт са публикувани наскоро в списание Joule, в статия на група докторант под ръководството на професора по материалознание и инженерство Ет-Мин Чъан (Yet-Ming Chiang).

Тази технология изглежда има потенциала да бъде доста революционна, предполага професорът. В частност, за авиацията, където теглото е от особено значение, подобно подобрение на енергийната плътност може да бъде пробивът, който най-накрая да направи полетите с електрическо задвижване практични в значителен мащаб.

„Прагът, от който наистина се нуждаем за реалистична електрическа авиация, е около 1000 ват-часа на килограм“, обяснява Чъан. Днешните литиево-йонни батерии за електрически превозни средства достигат максимална стойност от около 300 ватчаса на килограм – далеч от необходимото. Той посочва, че дори и 1000 ватчаса на килограм няма да са достатъчни за трансконтинентални или трансатлантически полети.

Това все още е недостижимо за всички познати химически батерии, но Чъан казва, че достигането на 1000 ватчаса на килограм би било технология, която ще даде възможност за развитие на регионалната електрическа авиация, на която се падат около 80 % от вътрешните полети и 30 % от емисиите от авиацията.

Технологията би могла да бъде полезна и за други сектори, включително морския и железопътния транспорт.

„Всички те изискват много висока енергийна плътност и ниска цена“, подчертава той. „И именно това ни привлече към натриевия метал.“

През последните три десетилетия в разработването на литиево-въздушни или натриево-въздушни батерии са направени много изследвания, но е трудно да се направят напълно презареждащи се.

„Хората са наясно с енергийната плътност, която може да се получи с батерии метал-въздух, от много дълго време и това е изключително привлекателно, но просто никога не е било реализирано на практика“, отбелязва Чъан.

Използвайки същата основна електрохимична концепция, само че превърната в горивна клетка вместо в батерия, изследователите успяват да получат предимствата на високата енергийна плътност в практическа форма. За разлика от батерията, чиито материали се сглобяват веднъж и се затварят в контейнер, при горивната клетка материалите, пренасящи енергия, се внасят и изваждат.

Екипът изработва две различни версии на прототип на системата в лабораторен мащаб. В едната, наречена Н-клетка, две вертикални стъклени тръби са свързани с тръба по средата, която съдържа твърд керамичен електролитен материал и порест въздушен електрод. Течен метален натрий запълва тръбата от едната страна, а през другата преминава въздух, осигуряващ кислород за електрохимичната реакция в центъра, която в крайна сметка постепенно консумира натриевото гориво. Другият прототип използва хоризонтална конструкция, като в тава с електролитен материал се държи течното натриево гориво. Порестият въздушен електрод, който улеснява реакцията, е прикрепен към дъното на тавата.

Лабораторният тест на горивната клетка. Кредит: Joule, 2025; Karen Sugano, Sunil Mair…Yet-Ming Chiang.

Тестовете, при които се използва въздушна струя с внимателно контролирано ниво на влажност, водят до ниво от близо 1700 ватчаса на килограм на нивото на отделен „стек“, което би означавало над 1000 ватчаса на нивото на цялата система, уточнява Чъан.

Изследователите предвиждат, че за да се използва тази система в самолет, в горивните клетки ще се поставят горивни пакети, съдържащи стекове от клетки, подобно на стелажите с подноси за храна в кафене; натриевият метал в тези пакети се трансформира химически, докато осигурява енергия. Отделя се поток от страничен химически продукт, който в случая на самолет се изхвърля през задната част, подобно на отработените газове от реактивен двигател.

Но има една много голяма разлика: Няма да има емисии на въглероден диоксид. Вместо това емисиите, състоящи се от натриев оксид, всъщност ще поглъщат въглеродния диоксид от атмосферата. Това съединение бързо се комбинира с влагата във въздуха, за да се получи натриев хидроксид – материал, който обикновено се използва за почистване на канали – който лесно се комбинира с въглероден диоксид, за да образува твърд материал, натриев карбонат, който на свой ред образува натриев бикарбонат, известен още като сода за хляб.

„Има естествена каскада от реакции, които се случват, когато се започне с натриев метал“, обяснява Чъан. „Всичко е спонтанно. Не е нужно да правим нищо, за да се случи, просто трябва да управляваме самолета“.

Ако крайният продукт, натриевият бикарбонат, попадне в океана, той би могъл да помогне за обезкисляването на водата, противодействайки на още един от вредните ефекти на парниковите газове.

Използването на натриев хидроксид за улавяне на въглероден диоксид е било предложено като начин за намаляване на въглеродните емисии, но само по себе си то не е икономическо решение, тъй като съединението е твърде скъпо. „Но тук то е страничен продукт“, обяснява Чъан, така че по същество е безплатно, като произвежда екологични ползи без разходи.

Важно е да се отбележи, че новата горивна клетка е по-безопасна от много други батерии, посочва професорът. Натриевият метал е изключително реактивен и трябва да бъде добре защитен. Както и при литиевите батерии, натрият може да се възпламени спонтанно, ако е изложен на влага.

„Винаги, когато има батерия с много висока енергийна плътност, безопасността винаги е проблем, защото ако има разкъсване на мембраната, която разделя двете реагентни вещества, може да се стигне до термична експлозия“, подчертава Чъан. Но в тази горивна клетка едната страна е само въздух, „който е разреден и ограничен. Така че няма два концентрирани реактива един до друг. Ако се стремим към наистина висока енергийна плътност, от съображения за безопасност бихме предпочели горивна клетка, а не батерия.“

Макар че засега устройството съществува само като малък прототип с една клетка, Чъан се надява, че системата ще може лесно да бъде мащабирана до размери, подходящи за търговска употреба. Членовете на изследователския екип вече са създали компания, Propel Aero, за разработване на технологията. Понастоящем компанията се помещава в инкубатора за стартъпи на Масачузетския технологичен институт, The Engine.

Производството на достатъчно количество натриев метал, което да позволи широкото и пълномащабно прилагане на тази технология в световен мащаб, би трябвало да е практично, тъй като материалът вече е произвеждан в големи мащаби. Когато оловният бензин бе норма, преди да бъде спрян, натриевият метал се използваше за производството на тетраетил олово, използвано като добавка, и се произвеждаше в САЩ с капацитет от 200 000 тона годишно. „Това ни напомня, че някога натриевият метал се е произвеждал в големи мащаби и е бил безопасно обработван и разпространяван в САЩ“, разказва Чъан.

Нещо повече, натрият се получава предимно от натриев хлорид или сол, така че е в изобилие, широко разпространен по света и лесно се извлича, за разлика от лития и други материали, използвани в днешните батерии за електрически превозни средства.

Предвидената от тях система ще използва касета за многократно пълнене, която ще се пълни с течен метален натрий и ще се запечатва. Когато се изтощи, тя ще се връща в станция за зареждане и ще се зарежда с пресен натрий. Натрият се топи при 98 градуса по Целзий, малко под точката на кипене на водата, така че е лесно да се нагрее до точката на топене, за да се заредят касетите.

Първоначално планът е да се произведе горивна клетка с размер на тухла, която може да доставя около 1000 ватчаса енергия, достатъчна за захранване на голям дрон, за да се докаже концепцията в практическа форма, която може да се използва например в селското стопанство. Екипът се надява такава демонстрация да бъде готова през следващата година.

Карен Сугано (Karen Sugano), която е извършила голяма част от експерименталната работа като част от докторската си дисертация и сега ще работи в стартъпа, казва, че ключов извод е бил значението на влагата в процеса. При тестването на устройството с чист кислород, а след това и с въздух, тя открива, че количеството влага във въздуха е от решаващо значение за ефективността на електрохимичната реакция. Влажният въздух е довел до това, че натрият е произвеждал продуктите на разряда в течна, а не в твърда форма, което е улеснило отстраняването им чрез въздушния поток през системата. „Основното беше, че можем да образуваме този течен разряден продукт и да го отстраним лесно, за разлика от твърдия разряд, който би се образувал в сухи условия“, обяснява тя.

Източник: New fuel cell could enable electric aviation, David L. Chandler | MIT News

Продължи с четенето
Реклама

ПОПУЛЯРНО