سوختِ نسوز

آیا تاکنون فکر کرده‌اید که شاید سوخت بتواند نسوز باشد؟ این ایده اکنون تحقق یافته است. مهندسان شیمی «دانشگاه کالیفرنیا ریورساید»(UC Riverside)، نوعی سوخت منحصربه‌فرد را طراحی و ابداع کرده‌اند که فقط با اعمال جریان الکتریکی مشتعل می‌شود. مزیت اصلی این سوخت نوآورانه، ایمنی آن است زیرا به شعله‌های آتش واکنش نشان نمی‌دهد و در برابر آتش‌سوزی‌های تصادفی که هنگام ذخیره‌سازی یا حمل‌ونقل رخ می‌دهند، مصون می‌ماند.

«یوجی وانگ»(Yujie Wang) دانشجوی مقطع دکتری مهندسی شیمی در دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و از پژوهشگران این پروژه گفت: سوختی که ما معمولا استفاده می‌کنیم، خیلی ایمن نیست زیرا تبخیر و مشتعل می‌شود و متوقف کردن آن دشوار است. کنترل کردن اشتعال‌پذیری سوخت و جلوگیری از سوختن آن با حذف ولتاژ بسیار آسان‌تر است.

این گروه پژوهشی، حق ثبت اختراع خود را نیز به ثبت رسانده‌اند. آنها در مقاله پژوهش، روند ابداع این سوخت و جزئیات فنی آن را شرح داده‌اند.

هنگامی که سوخت می‌سوزد، این مایع نیست که در حال سوختن است، بلکه مولکول‌های فرار بالای آن هستند که به واسطه مخلوط شدن با اکسیژن و شعله آتش می‌گیرند.

«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 می‌سوزد. شما می‌توانید آن بخار را استشمام کنید و فورا متوجه می‌شوید که فرار است. اگر بتوانید بخار را کنترل کنید، می‌توانید 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 می‌کنیم. نمونه‌ای 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 شعله‌ور نشد. هنگامی که آنها یک جریان الکتریکی را اعمال کردند و سپس فندک را به کار 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 هیجان‌زده بودیم تا سیستمی را پیدا کنیم که بتوانیم آن را خیلی سریع راه‌اندازی و سپس متوقف کنیم.

هرچه ولتاژ بیشتری اعمال شود، شعله بزرگتر و پرانرژی‌تر می‌شود و می‌تواند 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 می‌توان احتراق را اندازه‌گیری کرد. کاهش ولتاژ نیز مانند یک کلید مرده عمل می‌کند. این یک ویژگی ایمنی است که در صورت ناتوانی اپراتور، دستگاه را به طور خودکار خاموش می‌کند.

در تئوری، این سوخت مایع یونی می‌تواند در هر وسیله نقلیه‌ای مورد استفاده قرار بگیرد اما در عمل، چالش‌هایی وجود دارد که باید پیش از عرضه آن به بازار برطرف شوند. از میان این چالش‌ها می‌توان به ارزیابی سازگاری و کارآیی موتور اشاره کرد. یکی از جنبه‌های جالب، توانایی سوخت برای مخلوط شدن با سوخت‌های معمولی در حالی است که ویژگی‌های غیر قابل اشتعال خود را حفظ می‌کند. نسبت دقیق مخلوط هنوز موضوعی است که باید تحقیقات بیشتری روی آن انجام شود.

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

وی افزود: این روش قطعا گران‌تر از روشی است که در حال حاضر برای تولید سوخت به کار می‌رود. این ترکیبات معمولا به صورت انبوه تولید نمی‌شوند اما اگر تولید شوند، قیمت تمام‌ شده کاهش خواهد یافت. من نمی‌دانم که این چقدر رقابتی خواهد بود اما اگر ایمنی مهم باشد، این یک جنبه اصلی است. با این روش، یک سوخت بی‌خطر ساخته می‌شود و مزیت آن فراتر از حد نهایی است.

۵۸۵۸