Железо в огне: бездымное горение без углерода

Испытанная в условиях микрогравитации на борту зондирующих ракет ЕКА командой из Университета Макгилла в Канаде и Эйндховенского технологического университета в Нидерландах, эта технология теперь используется компанией Swinkels Family Brewers в Нидерландах, помогая избавить процесс пивоварения от зависимости ископаемого топлива.

"Лучший способ сократить выбросы углекислого газа в атмосферу - это вообще не выбрасывать его в атмосферу", - объясняет инженер ЕКА Антонио Верга, который работал над проведением экспериментов команды с использованием зондирующих ракет TEXUS.

Сжигание железа как топлива

"Идея принадлежит изобретательской команде канадских и голландских исследователей. Когда мы сжигаем углерод и кислород, мы производим угарный газ или двуокись углерода, но если мы сжигаем железо вместо углерода, то никаких вредных газов не производится вообще". Вместо этого железо окисляется - на простом языке оно ржавеет.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

"Основная идея сжигания металла едва ли является новой, особенно в космической области, потому что твердые ракеты полагаются на частицы алюминия в качестве топлива - сжигание многих тонн в течение нескольких минут. Но алюминий горит только очень мелкими частицами - железо является более практичным топливом для контролируемого сгорания, имея при этом плотность энергии, сравнимую с бензином".

Процесс горения отличается от " традиционного " сжигания углерода, при этом процесс горения переносится между соседними частицами железа тепловым излучением, подобно тому, как соседние деревья ловят пламя во время лесного пожара.

Эксперименты со зондирующей ракетой позволили частицам железа свободно плавать в невесомости при сгорании, что помогло команде оценить оптимальный размер и плотность частиц и уровень кислорода, чтобы предотвратить горение либо слишком быстрого сгорания, либо подавления себя.

Джеффри Бергторсон (Jeffrey M. Bergthorson), доцент кафедры машиностроения университета Макгилла, комментирует: "Эксперимент PERWAVES "Перколирующие реакционно-диффузионные волны", проводимый при поддержке Канадского космического агентства и ЕКА, исследует процесс сжигания суспензий металлических частиц в условиях микрогравитации с целью изучения физики нового типа режима распространения пламени. Понимание физики этих металлических пламеней имеет важнейшее значение для разработки гибких и эффективных металлоэнергетических систем, обеспечивающих безуглеродную энергию".

Антонио добавляет: "Счастливой случайностью было обнаружено, что оптимальный размер частиц горения находится в диапазоне 25-30 микрометров, что близко к размеру частиц, оставшихся после обработки железа. Правильный размер можно получить простым просеиванием".

В знак доверия к технике команда студентов TU Eindhoven совместно с промышленными партнерами спроектировала установку для сжигания, которая в настоящее время установлена на Swinkels Family Brewers, субсидируемая голландской провинцией Ноорд-Брабант, и используется для производства пара для пивоваренного процесса.

Вместе со студенческой командой SOLID и несколькими промышленными предприятиями мы увеличили размер пламени PERWAVES до 100 киловатт для производства пара для пивоваренного процесса", - объясняет Филип де Гой, профессор технологии сжигания в TU Eindhoven.

В настоящее время мы разрабатываем еще более крупную систему мощностью в один мегаватт и планируем строительство пилотного пикового котла мощностью в пять мегаватт для города Роттердама". В другой демонстрационной системе мы выполняем восстановление ржавого порошка до чистого железа с помощью зеленого водорода. Осталось сделать еще много шагов, но наши первые результаты выглядят многообещающими".

Планируется также запуск последующих зондирующих ракет PERWAVES, следующий эксперимент ЕКА с зондирующими ракетами должен состояться весной 2022 года. опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com 

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet