Araştırmacılar, karbon içermeyen, sonsuz geri dönüştürülebilir enerji depolamasına yol açan demir tozunun ayrık yanmasını incelemek için mikro yerçekimi deneylerini kullandılar. Bunun Dünya üzerinde ve gelecekteki sürdürülebilir ay karakolları için umut verici uygulamaları var.
Her şey yanıyor. Doğru ortam sağlandığında, tüm maddeler oksijen ekleyerek yanabilir, ancak doğru karışımı bulmak ve yeterli ısıyı üretmek, bazı malzemelerin diğerlerinden daha kolay yanmasını sağlar. Ayrık yanma adı verilen bir yangın türü hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyen araştırmacılar, araştırmak için ESA’nın mikro yerçekimi deney tesislerini kullandılar.
Kanada’daki McGill Üniversitesi’nden Profesör Jeffrey Bergthorson ve Hollanda’daki Eindhoven Teknoloji Üniversitesi’nden bir ekip, İsveç’ten fırlatılan bir dizi parabolik uçuşta ve sondaj roketlerinde, sıfır yerçekiminde yanan demir tozunu araştırdı. Araştırmaları saf fizikti, bilim adamları alevlerin sürekli olarak yakıtı yakmadığı, ancak bir yakıt kaynağından diğerine sıçradığı ayrık yanma hakkında daha fazla bilgi edinmek istediler. Bu tür bir yangın, Dünya’da neredeyse doğal olarak meydana gelmez, ancak bir örnek, bir ağacın tamamen yandığı ve sıcaklık yanacak kadar yükseldiğinde yangının bir sonraki ağaca sıçradığı bir orman yangınıdır.
Sıfır yer çekimine sahip uçaklar ve roket uçuşları üzerindeki deneylerde yanan demir tozu, demir parçacıklarının havada süzülmesine ve ihtiyatlı bir şekilde tutuşmasına izin verdi. Yüksek hızlı kameralar gösteriyi yakaladı ve araştırmacıların fenomeni daha iyi anlamalarına izin verdi ve sonuçta Dünya’daki yakıtı yakmak için ideal koşulları gösteren bilgisayar modelleri ortaya çıktı.
Sürdürülebilir enerji için ayrı yakma
Mikro yerçekimi araştırmalarının mümkün kıldığı yeni anlayışla, verimli ve pratik demir yakma fırınları inşa etmek mümkün hale geldi.
Demir yakmanın avantajı kimyaya bağlıdır. Esasen yanan yakıt, bir malzemeyi oksijen atomları ekleyerek dönüştürme işlemidir. Bu nedenle karbon bazlı yakıt, odun, kömür veya petrol gibi karbon bazlı yakıta iki oksijen atomu eklendiğinde sera gazı karbondioksit üretir. Demir ile, yanmadan sonra kalan ürün, daha yaygın olarak pas olarak bilinen demir oksittir. Karbondioksit üretilmez ve paslı demir gaz oluşturmadığından kolayca toplanabilir – yanan demir hiçbir şekilde zararlı gaz yaymaz.
Demir pası, oksijeni çıkarmak ve hidrojen kullanılarak demir olarak geri döndürmek için bile işlenebilir. Sürdürülebilir kaynaklardan elde edilen elektriği kullanarak, yakıt olarak demir, döngüsel, sonsuz geri dönüştürülebilir bir enerji deposu haline gelebilir.
Hollanda, Eindhoven yakınlarındaki Budel’de yakıt kaynağı olarak demiri kullanan bir demonstrasyon tesisi halihazırda çalışıyor ve çalışıyor. Bu jeneratör, bir depoda duran bir ünitede 1 MW buhar üretebilir. Böyle bir demir santrali büyütüldüğünde çok daha fazla enerji üretebilir.
Çok sayıda start-up, fabrikalara ve endüstriyel süreçlere güç sağlamak için şimdiden bu karbonsuz yakıtın peşine düşüyor.
Uzaydan Dünya’ya ve ardından Ay’a
Uzay ajansları, sürdürülebilir Ay ileri karakolları inşa etmeye hazırlanırken, Ay’daki astronotlara enerji sağlamak, üstesinden gelinmesi gereken zorluklardan sadece biri. Metal yakıt bir çözüm olabilir. Güneş enerjisi kullanılarak, ay minerallerinden yalnızca alüminyum ve silikon tozları üretilemez, aynı zamanda ay buzundan hidrojen ve oksijen de kullanılabilir. Daha sonra hidrojen, demir ve titanyum oranı yüksek ay tozunu su üretmek üzere dönüştürmek için kullanılabilir. ve demir tozu. Meyveli buzdan gelen metalik tozlar ve oksijen, roketler veya kara taşımacılığı için itici gaz olarak kullanılabilir ve su yan ürünü içme suyu olarak bile kullanılabilir.
Bu süreç şu anda bilim kurgu gibi görünebilir, ancak demiri Dünya’da bir yakıt kaynağı olarak kullanmak sadece on yıl önce bir fikir olarak başladı. Artık metal yakıt topluluğu dünya çapında yüzlerce bilim insanı ve mühendisi kapsıyor ve alternatif karbonsuz yakıt için bir deniz feneri teknolojisi. Çok da uzak olmayan bir gelecekte, arabanızı veya evinizi demirle çalıştırıyor olabilirsiniz!
Metaller, güneş pilleri veya rüzgar türbinleri gibi temiz enerji kullanılarak üretilebilir. Bu elektrik, fosil yakıtlarla rekabet edebilecek enerji yoğunluklarında metal tozunda kimyasal enerji olarak depolanır. Bu, küresel olarak sera gazı emisyonlarını azaltma potansiyeline sahiptir, ancak bu teknolojinin uygulanmasının önündeki bir engel, yanma fiziğinin sağlam bir şekilde anlaşılmasını gerektiren metal yakıtları verimli bir şekilde yakabilen yanma sistemlerinin geliştirilmesidir. Kredi: ESA – Avrupa Uzay Ajansı