Производство авиационного топлива с нулевым выходом

04.12.2022

Междисциплинарная группа исследователей из Вустерского политехнического института (WPI) разработала потенциальный прорыв в экологической авиации: рецепт нулевого топлива для самолетов, извлекающего из воздуха углекислый газ (CO2).

Под руководством Джагана Джаячандрана, доцента кафедры аэрокосмической инженерии и Адама Пауэлл, доцента кафедры машиностроения и инженерии материалов, работа помогает решать неотложную проблему изменения климата. Согласно данным Международного совета чистого транспорта (ICCT), на авиацию приходится примерно 2,5% всех глобальных выбросов парниковых газов, и ожидается, что эта цифра только вырастет.

"По мере роста авиации будут расти и выбросы промышленности", - говорит Пауэлл. "Нам нужно думать нестандартно и смотреть на стойкие материалы, которые будут способствовать долгосрочному решению уменьшения углеродного следа транспортного сектора".

Благодаря моделированию и вычислительному анализу Джаячандран и Пауэлл разработали формулу топлива, состоящего из магния, встречающегося по всему земному шару минерала, наиболее распространенного в мировом океане. Суспензия гидрида магния - химическое соединение, состоящее из магния и водорода - смешано с углеводородным топливом, горело бы, образуя CO2 , водяной пар и наночастицы оксида магния (MgO).

Магниево-гидридное топливо также обеспечит самолетам запас хода для дальних полетов, например от Бостона до Токио, что является проблемой для других экологических видов авиационного топлива. Этот больший диапазон достигается, в частности, благодаря химическим свойствам суспензии - для сгорания требуется меньше объема, чем типичное авиационное топливо.

"Мы обнаружили, что это топливо будет иметь на 8% больше запаса хода, чем другое современное реактивное топливо, и более чем в два-три раза больше запаса хода, чем жидкий водород или аммиак, которые другие исследователи предложили как экологически чистое топливо", - отметил Джаячандран.

Министерство энергетики описывает устойчивое авиационное топливо как "биотопливо, используемое для двигателя самолетов, имеющее свойства, подобные традиционному реактивному топливу, но с меньшим выбросом углерода". Это биотопливо производится из таких ресурсов, как зерно кукурузы, водоросли, отходы лесного хозяйства и сельского хозяйства. Использование биотоплива как углеводорода в этой суспензии с гидридом магния может привести к чистым отрицательным выбросам.

<< Назад: Компьютерные игры для собак 04.12.2022

>> Вперед: Система позиционирования без спутников 03.12.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Чип питается от света, тепла и вибрации 17.07.2012 Чип способен одновременно извлекать энергию из света, тепла и вибрации. Датчики с такими чипами никогда не потребуют наличия внутреннего источника энергии - батарейки или аккумулятора - и смогут работать вечно. Ученые из Массачусетского технологического института совершили важный шаг к появлению датчиков без внутренних источников энергии - батареек и аккумуляторов, - сообщает Physorg. Глава кафедры института по электротехнике и вычислительной технике Сурав Бандиопадхай (Saurav Bandyopadhyay) создал чип, способный "черпать" энергию из окружающей среды: света, тепла и вибрации. Ранее исследования в этом направлении уже проводились. Коллега ученого Ананта Чандракасан (Anantha Chandrakasan) научился брать электрическую энергию из трех различных источников по-отдельности: света, тепла и вибрации. В новой работе ученый объединил возможность брать энергию из указанных источников в одной микросхеме, а также повысил эффективность питания. Созданный чип может брать энергию от перемещения частей тела человека, например, при его ходьбе, или от разницы температур в человеческом теле. Датчики с такими чипами могут использоваться для съема параметров организма и работать бесконечное время. В свою очередь, датчики, установленные на автомобильных и железнодорожных мостах, которые информируют службы о состоянии конструкции, могут брать энергию от вибрации, образующейся вследствие прохождения по мосту транспорта. Основная сложность, по словам разработчика, заключалась в создании электрической схемы чипа, которая бы смогла обрабатывать сразу несколько источников, отличающихся разной мощностью. Как правило, эта проблема решается простым автоматическим выбором того источника, который дает максимальную мощность. По словам Бандиопадхая, такой подход менее эффективен, потому что энергия оставшихся источников в это время расходуется впустую. "Вместо этого мы научились получать энергию от всех источников разом", - комментирует ученый. Сделано это было с помощью конденсаторов, которые накапливают заряд от других источников тогда, когда питание осуществляется от основного. Второй задачей стала минимизация энергии, которую схема потребляет сама. Обычно питание осуществляется через аккумулятор или конденсатор повышенной емкости. Энергия поступает к ним, а только затем - к основной цепи. Бандиопадхай заставил схему работать напрямую от источника энергии. По его словам, это существенно подняло эффективность.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025