Železo v ohni: Bez kouře, spalování bez uhlíku

Fotografické kredity: Eindhoven University of Technology / Team SOLID

Věděli jste, že železo může hořet? Zde pozorované spalování železného prášku je zcela bez kouře a bez uhlíku.

Tato technika byla testována v mikrogravitaci na palubách raket ESA týmem z McGill University v Kanadě a Eindhoven University of Technology v Nizozemsku a nyní ji používají nizozemští Swinkels Family Brewers k tomu, aby jejich proces vaření závisel na fosilních palivech osvobodit.

„Nejlepší způsob, jak snížit emise uhlíku do atmosféry, je vyhnout se jejich vůbec emise,“ vysvětluje inženýr ESA Antonio Verga, který pracoval na pilotování experimentů týmu na palubách raket TEXUS.

“Nápad vycházel z invenčního týmu kanadských a nizozemských vědců.” Když spalujeme uhlík a kyslík, produkujeme oxid uhelnatý nebo oxid uhelnatý, ale když spalujeme železo místo uhlíku, neexistují vůbec žádné škodlivé plyny. Místo toho je železo oxidováno – v obyčejné angličtině rezavě.

“Základní myšlenka spalování kovu je stěží nová, zejména ve vesmíru, protože rakety na tuhá paliva se spoléhají na hliníkové částice jako palivo a během několika minut spálí mnoho tun.” Hliník však hoří jen s velmi malými částicemi – železo je praktičtější palivo pro řízené spalování a má hustotu energie srovnatelnou s benzínem. “

Proces spalování funguje jinak než u „konvenčních“ uhlíkových požárů, přičemž proces spalování se přenáší tepelným zářením mezi sousedními železnými částicemi, podobně jako v lesním požáru stoupají sousední stromy v plamenech.

Raketové experimenty umožnily železným částicím plavat beztížně, když hořely, což pomohlo týmu vyhodnotit optimální velikost a hustotu částic a hladinu kyslíku, aby zabránily tomu, aby se popálenina buď spálila příliš rychle, nebo aby se dusila.

Jeffrey M. Bergthorson, docent na katedře strojního inženýrství na McGill University, komentuje: „Experiment PERWAVES (Percolating Reaction Diffusion Waves), sponzorovaný Kanadskou kosmickou agenturou a ESA, zkoumá spalování suspenzí kovových částic v beztíže za účelem zlepšení fyziky prozkoumat nový typ režimu šíření plamene. Pochopení fyziky těchto kovových plamenů je zásadní pro vývoj flexibilních a účinných systémů kovového pohonu pro bezuhlíkovou energii. “

Antonio dodává: „Díky šťastné shodě okolností bylo zjištěno, že optimální velikost částic spalování je v rozmezí 25–30 mikronů, což je téměř to, co zbylo ze zpracování železa. Správné velikosti lze dosáhnout jednoduše prosetím. “

V hlasování o důvěře v technologii navrhl tým studentů TU Eindhoven společně s průmyslovými partnery spalovnu, která je nyní instalována ve Swinkels Family Brewers a je dotována nizozemskou provincií Noord-Brabant, za účelem výroby páry pro proces vaření.

„Společně se studentským týmem SOLID a několika průmyslovými společnostmi jsme rozšířili malé plameny kovových paliv z PERWAVES na mnohem větší velikost 100 kilowattů, abychom vytvořili páru pro proces vaření,“ vysvětluje Philip de Goey, profesor spalovací technologie na TU Eindhoven.

“V současné době vyvíjíme ještě větší systém s jedním megawattem a plánujeme pilotní špičkový kotel s pěti megawatty pro město Rotterdam.” V jiném demo systému provádíme redukci zrezivělého prášku na čisté železo zeleným vodíkem. Je třeba podniknout ještě mnoho kroků, ale naše počáteční výsledky vypadají slibně. “

Rovněž jsou plánovány následné střely PERWAVES. Další raketový experiment ESA má letět na jaře 2022.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Lipidy na membráně mozkových buněk jsou kvůli léčbě Alzheimerovy choroby většinou přehlíženy

Byly vytvořeny vazby mezi lipidovou nerovnováhou a onemocněním, kdy změny lipidů zvyšují tvorbu amyloidových plaků, což je rys Alzheimerovy choroby. Tato nerovnováha inspirovala...

Astrofyzici jsou překvapeni neočekávanými účinky černých děr mimo jejich vlastní galaxie

Umělecká kompozice supermasivní černé díry, která reguluje vývoj jejího prostředí. Autor obrázku: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) a Dylan Nelson (Illustris-TNG) Ve středu téměř každé...

Největší australský dinosaurus – jižní titán – právě vstoupil do knih rekordů!

Australotitan cooperensis, „Southern Titan of the Cooper“. Fotografický kredit: Vlad Konstantinov, Scott Hocknull © Eromanga Natural History Museum Co je to basketbalové hřiště tak...

„Paralelní reaktory“ na bázi fotonických krystalových vláken odhalují kolektivní analogie hmotných a solitárních molekul

A. Schéma paralelních optických solitonových reaktorů založené na dutině prstencového vláknového laseru s režimem blokování. Časová optomechanická (OM) mříž umožněná fotonickými krystalovými...

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Newsletter

Subscribe to stay updated.