Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Niespodzianka
Strona główna Nowe technologie
Dodatkowy na dole

Dodatkowy u góry

Katalizatory 3D umożliwiają produkcję paliw bez hydrazyny


Hydrazyna, jedno z najpowszechniej stosowanych paliw ciekłych do silników rakietowych, jest niezwykle toksyczna. Naukowcy z UE opracowali katalizatory 3D umożliwiające wytwarzanie alternatywnych paliw.
 
Hydrazyna jest wysoce toksyczna dla organizmów żywych, żrąca i rakotwórcza. W 2011 r. Komisja Europejska umieściła hydrazynę wśród kandydatów na liście substancji szczególnie problematycznych, regulowanej przez ramy rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH). Od tego czasu uniwersytety, instytuty badawcze i przemysł w całej Europie aktywnie badają i testują nietoksyczne materiały pędne, które mogłyby zastąpić paliwa na bazie hydrazyny.

Jedną z inicjatyw, które koncentrowały się na alternatywnych paliwach do silników rakietowych, był projekt Rheform. Naukowcy finansowani ze środków UE pracowali nad poprawą jakości paliw na bazie dinitramidu amonu (ADN). Zastąpienie hydrazyny nowymi materiałami pędnymi sprawi, że napęd statków kosmicznych stanie się bardziej zrównoważony podczas przyszłych misji.

Stawienie czoła obecnym wyzwaniom

Chociaż paliwa alternatywne posiadają cechy, które czynią je wysoce pożądanymi do użycia w rakietach nośnych i statkach kosmicznych, zaletom tym towarzyszą pewne ograniczenia. Temperatura spalania LMP-103S – mieszaniny ADN, wody, metanolu i amoniaku – wynosi 1600°C, czyli znacznie więcej niż hydrazyny, w której przypadku jest to ok. 900°C. Aby wytrzymać takie temperatury, w komorach spalania wykorzystuje się specjalne materiały, które spełniają określone kryteria Międzynarodowych Przepisów w zakresie Obrotu Bronią (ITAR) w Stanach Zjednoczonych.

Innym poważnym problemem jest to, że katalizator używany do rozkładu i zapalania paliwa alternatywnego musi zostać podgrzany przed zapłonem. Katalizator jest obecnie wstępnie podgrzewany elektrycznie do temperatury około 350°C, co trwa mniej więcej 30 minut. Tak długi czas zapłonu jest problematyczny w sytuacji awaryjnej, gdy wymagany jest natychmiastowy zapłon.

„Zespół projektu Rheform skoncentrował się zatem na syntezie katalizatorów, które wymagają wstępnego podgrzewania do niższych temperatur, oraz na dostosowaniu istniejących paliw na bazie ADN, tak aby materiały stosowane w komorze spalania były kompatybilne z materiałami dostępnymi w Europie”, podkreśla dr Michele Negri. Aby osiągnąć ten cel, prowadzono działania rozwojowe zarówno w zakresie budowy katalizatorów, jak i zapłonu katalitycznego.

Możliwość obniżenia temperatury zapłonu

Celem badaczy było zbudowanie komory rozkładu paliwa umożliwiającej „zimny rozruch”. Po zbadaniu 40 różnych katalizatorów w reaktorze okresowym, zespół szybko zdał sobie sprawę, że woda zawarta w materiałach pędnych musi zostać odparowana przed zetknięciem się ze źródłem zapłonu. Odparowanie osiągnięto poprzez umieszczenie nagrzewnicy przy wejściu do komory spalania. Niektóre katalizatory miały temperaturę zapłonu nieco powyżej 100°C. Jak stwierdza dr Negri: „Plan opracowania układu katalitycznego zdolnego do całkowitego zimnego rozruchu nie został uznany za wykonalny”.

Bardziej efektywne katalizatory dzięki drukowi przestrzennemu

Badacze zbadali dwa różne rodzaje katalizatorów: pelety katalizatorów wykonane z dużych ziaren oraz struktury monolityczne z wewnętrznymi kanałami, które umożliwiają przepływ paliwa. Struktury monolityczne zbudowane są z materiałów ceramicznych. Zespół przeprowadził szereg symulacji, aby właściwie zrozumieć wpływ właściwości materiałów na wydajność struktury katalizatorów i ostatecznie zbudować wydajną komorę rozpadu.

Spośród kilku rodzajów badanej ceramiki naukowcy wybrali struktury z sześcioglinianu ze względu na ich doskonałą odporność na wysokie temperatury i wstrząsy cieplne. Kolejnym nowatorskim rozwiązaniem zastosowanym w projekcie Rheform jest druk 3D tych struktur ceramicznych. Druk przestrzenny umożliwił produkcję monolitów o bardzo złożonej geometrii. „Po raz pierwszy do produkcji materiałów pędnych używa się materiałów ceramicznych drukowanych w 3D, takich jak struktury sześcioglinianowe”, stwierdza dr Negri.

Prawdziwy potencjał paliw alternatywnych

Agencje kosmiczne w Europie i Stanach Zjednoczonych uznały ekologiczne paliwa napędowe za technologię o wysokim priorytecie. Głównym celem projektu Rheform była poprawa wydajności, obniżenie kosztów i zminimalizowanie narażenia na szkodliwe substancje za pomocą nowych, przyjaznych dla środowiska paliw płynnych.

Jak wyjaśnia dr Negri: „Jedną z największych zalet paliw alternatywnych w porównaniu z hydrazyną jest to, że są one bezpieczniejsze, a jednocześnie zmniejszają złożoność oraz koszty testów, transportu, przeładunku i startów”. Z wykorzystaniem paliw pozbawionych hydrazyny wystrzelono już 13 satelitów SkySat z 4 różnych lokalizacji, co wyraźnie pokazuje, że takie materiały pędne zapewniają elastyczność operacyjną i umożliwiają starty statków kosmicznych z różnych kosmodromów.

Źródło: www.cordis.europa.eu
http://laboratoria.net/technologie/28487.html
Informacje dnia: Nanoprzewody w energii odnawialnej Inteligentne słuchawki zmierzą saturację Wyposażaj laboratorium bez przykrych niespodzianek Egzoszkielet dla paraplegików Kwantowe klocki LEGO Czym i dlaczego trują się nastolatki? Nanoprzewody w energii odnawialnej Inteligentne słuchawki zmierzą saturację Wyposażaj laboratorium bez przykrych niespodzianek Egzoszkielet dla paraplegików Kwantowe klocki LEGO Czym i dlaczego trują się nastolatki? Nanoprzewody w energii odnawialnej Inteligentne słuchawki zmierzą saturację Wyposażaj laboratorium bez przykrych niespodzianek Egzoszkielet dla paraplegików Kwantowe klocki LEGO Czym i dlaczego trują się nastolatki?

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje