Mniej wybuchowe paliwo
Fot. Fotolia
Zagrożenia związane z wybuchowymi właściwościami paliwa mogą wkrótce zmaleć. Naukowcy opracowali nowy rodzaj polimeru, którego cząsteczka składa się z wyjątkowo długich łańcuchów. Materiał ten może ograniczyć parowanie paliwa i związaną z tym wybuchowość - czytamy w "Science".
Choć dzisiejszy świat nie obejdzie się bez ropy czy benzyny, ich duża wybuchowość sprawia, że przechowywanie i transport paliwa stanowi duży problem.
Bardziej niż paliwo płynne zapalne są jego opary. Dlatego eksperci zastanawiają się, jak można ograniczyć parowanie paliwa. W uproszczeniu jest ono tym większe, im krótsze są łańcuchy cząsteczek, wchodzących w skład paliwa. Cząsteczki te łatwo się przerywają, np. podczas przepompowywania paliw.
Z punktu widzenia teoretycznego opracowanie metody stabilizującej długość cząsteczki pomogłoby ograniczyć parowanie i zmniejszyć wybuchowość paliwa. Stworzenie takich długich, stabilnych łańcuchów (bez jednoczesnej zmiany innych właściwości paliwa) stanowi dla naukowców ogromne wyzwanie.
Kiedy długość łańcucha polimerowego rośnie, podczas przepływu ciąg tworzących go cząsteczek poddawany jest działaniu większych sił. Może to powodować przerywanie wiązań kowalencyjnych w cząsteczkach. W efekcie polimerowe łańcuchy silnie się skracają, a płynne paliwo traci właściwości, ze względu na które tak bardzo jest cenione.
Naukowców niepokoi również możliwość, że wyjątkowo długie polimery, odporne na parowanie, mogłyby zatykać przewody paliwowe silników i cystern.
Dlatego eksperci od dawna szukali metody, która pozwoli uzyskać długie cząsteczki polimerów. Takie, które po zerwaniu będą odzyskiwać dawną formę, a jednocześnie takie, które nie będą się łączyć same ze sobą, przyjmując kształt pierścienia (co pozbawiłoby paliwo pożądanych właściwości).
Perspektywę produkcji paliwa, które mniej paruje, daje nowa praca naukowców z dwóch amerykańskich instytucji naukowych: California Institute of Technology i Jet Propulsion Laboratory (w Pasadenie) oraz centrum badawczego amerykańskiej armii, zajmującego się zaawansowanymi technologiami dla systemów naziemnych (U.S. Army RDECOM TARDEC).
W ramach tych prac Ming-Hsin Wei z California Institute of Technology i jego zespół obliczyli długość i wytrzymałość idealnego łańcucha polimerowego - taką, która pozwoli uniknąć powstawania pierścieni, a jednocześnie, w razie przerwania, umożliwi cząsteczkom powrót do początkowej długości.
Z ich nowej pracy wynika, że nawet niewielka ilość odpowiednio długich łańcuchów (które po przerwaniu odzyskają dawną długość) w paliwie zmniejszy jego parowanie, a jednocześnie nie będzie utrudniać przepompowywania.
Naukowcy ustalili, że do tworzenia takich cząsteczek należy wykorzystać wiązania wodorowe wspomagane ładunkiem (są one trzy razy mocniejsze niż zwykłe wiązania wodorowe). Ich obecność na końcach dwóch różnych łańcuchów polimerowych sprawi, że mogą się one łączyć w dłuższe, dość trwałe łańcuchy.
W efekcie uzyskali łańcuch polimerowy, który może się co prawda rozerwać, ale później odnawia swą długość.
Testy potwierdziły, że paliwo złożone z takich długich łańcuchów polimerów faktycznie mniej paruje (nawet po kilkukrotnym przepompowaniu), zatem jest mniej wybuchowe. Można je stosować we współczesnych silnikach bez strat w zakresie wydajności - piszą autorzy badania. Ich zdaniem dobrze to rokuje dla bezpieczeństwa transportu i wykorzystania paliwa. (PAP)
zan/ krf/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
