Naukowcy opracowali paliwo, które się zapala jedynie pod wpływem prądu elektrycznego

Inżynierowie chemicy z University of California w Riverside (USA) opracowali (https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c04820) paliwo, które zapala się jedynie, gdy jest pod wpływem prądu elektrycznego. Bez prądu nie reaguje na płomienie, co sprawia, że nie może wywołać przypadkowego pożaru podczas przechowywania lub transportu.

„Paliwo, którego normalnie używamy, nie jest zbyt bezpieczne. Paruje, może się zapalić i trudno je ugasić - powiedziała Yujie Wang, doktorantka inżynierii chemicznej UCR i współautorka artykułu na temat nowego paliwa. - Dużo łatwiej kontrolować palność naszego paliwa i zapobiegać jego spalaniu, gdy odłączymy napięcie."

Podczas spalania typowego paliwa nie pali się sama ciecz, ale jej opary, lotne cząsteczki paliwa unoszące się nad cieczą zapalają się w kontakcie z tlenem i płomieniem. W zasadzie wystarczy odciąć dostęp tlenu, aby płomień zgasł, jednak zwykle jest to trudne do wykonania.

"Jeśli wrzucisz zapałkę do kałuży benzyny na ziemi, palą się opary gazu. Czujesz zapach oparów i od razu wiesz, że paliwo jest lotne - powiedział Prithwish Biswas, doktorant inżynierii chemicznej na UCR i pierwszy autor badania. - Jeśli potrafisz kontrolować opary, możesz kontrolować spalanie paliwa".

Bazą nowego paliwa jest ciecz jonowa, która jest czymś w rodzaju upłynnionej soli. „Jest podobna do soli kuchennej, czyli chlorku sodu – wskazała Wang. - Sól, której użyliśmy w tym projekcie, ma niższą temperaturę topnienia niż sól kuchenna, niską prężność pary i jest związkiem organicznym".

Zespół zmodyfikował skład cieczy jonowej, zastępując chlor nadchloranem. Następnie za pomocą zapalniczki naukowcy sprawdzili, czy powstały płyn się zapali. Nie zapalił się. Natomiast płyn pod wpływem prądu elektrycznego udało się zapalić bez problemu.

„Kiedy odcięliśmy dopływ prądu, płomień znikł i mogliśmy powtarzać ten proces w kółko — przykładamy napięcie, podpalamy, a następnie wyłączamy" – powiedziała Wang.

Przyłożenie do cieczy wyższego napięcia skutkowało większymi płomieniami i większą energią wynikającą ze spalania. Efekt ten można zastosować regulacji mocy silnika. Odcięcie napięcia na przykład w następstwie wypadku zapobiega pożarowi.

Jak podkreślają autorzy, teoretycznie płynne paliwo jonowe mogłoby znaleźć zastosowanie w każdym typie pojazdu, zanim jednak zostanie wprowadzone na rynek, należy odpowiedzieć na wiele pytań. Paliwo trzeba by przetestować w różnych typach silników, a jego wydajność wymagałaby ustalenia.

Ciekawą właściwością cieczy jonowej jest to, że można ją mieszać z konwencjonalnym paliwem i nadal zachowuje się jak ciecz jonowa. Potrzebne są jednak dodatkowe badania, aby ustalić bezpieczne proporcje.

Jak przyznają autorzy, takie paliwo z pewnością byłoby droższe niż obecnie stosowane, ale na razie nie wiadomo, jak bardzo - nie jest jeszcze znany koszt cieczy jonowej przy jej wytwarzaniu na większą skalę. Za to z pewnością jonowe paliwo byłoby bezpieczniejsze.