根据一项新的加州大学河滨分校的(加州大学)研究中,化学应用于电动汽车的电池还可以提供无碳燃料的太空旅行。
轨道科学公司Antare欧洲杯线上买球s火箭发射从大西洋中部地区在美国航天局航天港弗吉尼亚州瓦勒普斯飞行基地。(图片来源:美国国家航空航天局/比尔英格尔斯)。
除了排放削减,这种化学物质也有许多好处超过其他类型的火箭燃料,如降低成本,更高的能量和不需要冷冻储存。
氨硼烷的化学,是目前用于存储氢燃料电池驱动的电动汽车。加州大学科学家,目前,了解这种混合氢和硼的放电也足够的能量发射卫星和火箭。
我们是第一个证明除了电动车,氨硼烷可以用来制造火箭走得,在合适的条件下。
Prithwish Biswas化学工程师和研究的第一作者、加州大学
他们的示范最近被报道物理化学杂志上的C。
最常用的火箭燃料的碳氢化合物,确定一系列的负面环境影响。他们可以导致癌症,毒药几十年来土壤并创建臭氧空洞,酸雨和温室气体如二氧化碳。
相比之下,氨硼烷,一旦燃烧,排放良性的化合物氧化硼和水。“这对环境的伤害要小得多,”Biswas说。
与碳氢化合物燃料相比,氨硼烷也排放更多的能量,可能带来的成本节约,因为减少所需的燃料是一样的航班。
从燃料和放电能量促进燃烧,氧化剂和催化剂包含额外的氧气供应燃料。燃料电池通常采用催化剂由于这个原因。他们提高燃烧率,他们仍在同一个表单之前和之后的反应。
宇宙飞船需要大量的能量在很短的时间,所以它不是理想使用催化剂,因为它不会为你所需要的能量。这就像死在你的油箱质量。
Pankaj Ghildiyal,化学博士学位和研究的合著者,加州大学
氨硼烷的化学特征分解阻碍其总能量的放电与大多数氧化剂反应。然而,科学家们发现了一个氧化剂,修改这个燃料的分解和氧化机制,导致其整体能量的提取。
这类似于使用催化转换器使碳氢化合物燃料的完全燃烧。在这里,我们能够创造更多的化学物质的完全燃烧,提高整个反应的能量利用化学氧化剂本身,不需要催化剂。
Pankaj Ghildiyal,化学博士学位和研究的合著者,加州大学
以及产生不需要的副产品,某些火箭燃料还需要存储在低于冰点温度下才起作用。
“NASA使用液氢,密度很低,“Ghildiyal说。”,因此,需要很大的空间,以及低温条件维护。”
相反,这种燃料在环境温度是稳定的,不受高温影响。在这项研究中,科学家们开发的很好,纳米粒子的氨硼烷,这可能降低一个月期间在特别潮湿的环境。欧洲杯猜球平台
研究人员目前正在探索的方式铵硼烷粒子大小不同的年龄在不同环境中。欧洲杯猜球平台他们还制定技术将颗粒燃料的保护涂层,以提高其稳定性在潮湿的环境中。欧洲杯猜球平台
这项研究是由迈克尔·r·撒迦利亚,加州大学化学工程教授,和经济上支持的美国国防威胁降低机构的大学研究联盟计划以及美国海军研究办公室。评级机构获得资金来帮助生产更清洁、更有效的飞行燃料。
协助实验观测所需的量子化学计算研究进行了合作与加州大学材料研究人员Hyuna Kwon和布莱恩·m·黄。
Pankaj Ghildiyal从马里兰大学获得博士学位。
我们确定的基本化学燃料和氧化剂的组合。现在我们期待看到它如何在大规模执行。
Prithwish Biswas化学工程师和研究的第一作者、加州大学
期刊引用:
Biswas P。等。(2022年)重路由路径的固态氨硼烷能量释放。物理化学学报C。doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c08985。
来源:https://ucr.edu