Wysokoenergetyczne paliwa na bazie boru

Czy rakiety kosmiczne mogą być ekologiczne? Wysokoenergetyczne paliwa na bazie boru to sugerują

Szukając odpowiedzi na pytanie, czy rakiety kosmiczne mogą być ekologiczne w dobie coraz częstszych lotów na orbitę i dążenia do ograniczenia emisji, naukowcy z University of California w Riverside postanowili przeprowadzić eksperymenty z NH₃BH₃. Pierwsze wnioski sugerują, że wysokoenergetyczne paliwa na bazie boru rzeczywiście mogą tego dokonać.

Ta inicjatywa może doprowadzić do bezemisyjnych startów kosmicznych. Dzięki eksperymentom z boranem amoniaku mogą powstać wysokoenergetyczne paliwa na bazie boru

Jeśli kojarzycie tak zwany Project Zip, to z pewnością wiecie, że pomysł wykorzystania boru w świecie lotnictwa i kosmonautyki nie jest niczym nowym. To właśnie w nim pokładano ogromne nadzieje już w latach 50. ubiegłego wieku, kiedy amerykańskie wojsko chciało mieć dostęp do samolotów zdolnych rozwijać ponaddźwiękowe prędkości i pokonywać trasy kontynentalne.

Czytaj też: Biopaliwa nie tak ekologiczne, jak się wydawało. Potrzeba lepszych alternatyw

Wybór padł na bor, który miał pełnić funkcje „magazynu” dla wodoru w paliwie i tak też powstały borany. Te choć rzeczywiście wytwarzały prawie dwa razy więcej energii cieplnej niż paliwa konwencjonalne… to miały spore problemy w postaci m.in. tego, że musiały być mieszane z paliwami węglowodorowymi i generowały lepkie odpady, które zapychały silniki. Dlatego też Project Zip zakończono w 1959 roku, ale wygląda na to, że po rozwoju technologii teraz wysokoenergetyczne paliwa na bazie boru spróbują ponownie przekonać nas do ich wykorzystania.

Obecnie boran wykorzystuje się do reakcji chemicznej ogniw paliwowych w pojazdach elektrycznych, w których to wodór jest uwalniany za pomocą katalizatorów. Jeśli jednak pójdzie dobrze, a prace zespołu naukowców z University of California w Riverside pójdą w dobrą stronę, za kilka(naście?) lat rakiety będą mogły wykorzystywać paliwo na bazie boranów do napędzania rakiet zdolnych do wynoszenia satelitów na orbitę.

Czytaj też: VR w medycynie. Nadchodzi rewolucja?

Naukowcy dążą do opracowania sposobu na spalanie boranów bez potrzeby stosowania paliwa bazowego lub katalizatorów, aby zapewnić bardziej przyjazną dla środowiska alternatywę dla paliw węglowodorowych, a być może nawet tańszą. Jednak nie jest to łatwe, bo w przeciwieństwie do węglowodorów, proces spalania boranów jest skomplikowany.

Dlatego zespół wpadł na pomysł formowania boranu w nanocząstki i spalania go z utleniaczami (nadchloranem potasu – KClO₄ lub nadchloranem amonu – NH₄ClO₄). Dzięki nim proces spalania można zmienić i na dodatek szybciej uwolnić więcej energii.

Jest to proces analogiczny do wykorzystania katalizatorów w celu umożliwienia całkowitego spalania paliw węglowodorowych. W tym przypadku udało nam się doprowadzić do pełniejszego spalania substancji chemicznych i zwiększenia energii całej reakcji dzięki wykorzystaniu chemii samego utleniacza, bez konieczności stosowania katalizatora

– powiedział Pankaj Ghildiyal, doktorant chemii Uniwersytetu Maryland.

Czytaj też: Powstało nowe bioaktywne szkło, które jeszcze skuteczniej zabija bakterie. Wystarczyło połączyć dwa tlenki

Innymi słowy, pomysł i wstępne eksperymenty są już za naukowcami. Teraz muszą wykazać skuteczność swojego systemu w praktyce i na pełną skalę, ale zanim to nastąpi, zapewne rozwiążą problem degradacji nanocząsteczek boranu w wilgotnym środowisku. Muszą też zapewnić im powłokę ochronną na czas przechowywania.