Zespół z KIT utrzymał w stabilnej pracy bezkompresorową turbinę wodorową przez ponad pięć minut. Brzmi to może niezbyt innowacyjnie, ale trzeba pamiętać, że wcześniejsze próby z podobnymi konstrukcjami kończyły się często w ułamkach sekund, a to z powodu ekstremalnych temperatur grożących zniszczeniem komory. Tym razem nie tylko czas pracy był dłuższy, bo w rzeczywistości po raz pierwszy w historii udało się również wytworzyć energię elektryczną z użyciem tej technologii.
Jak pięć minut pracy turbiny może zmienić energetykę?
Tradycyjne turbiny gazowe mają poważną, wrodzoną wadę. Aby spalanie było wydajne, potrzebują powietrza pod bardzo wysokim ciśnieniem. Wytworzenie tego ciśnienia to zadanie dla mechanicznej sprężarki, która potrafi pochłonąć nawet połowę mocy wytwarzanej przez samą turbinę. Stanowi to więc ogromne marnotrawstwo. Oto jednak rozwiązanie opracowane w KIT radykalnie redukuje ten problem. Zamiast ciężkiej i energochłonnej sprężarki, system wykorzystuje fale detonacyjne wewnątrz zamkniętej komory, by wytworzyć niezbędne wysokie ciśnienie. Proces ten zachodzi samoczynnie, a to dzięki odpowiednim wzorcom przepływu paliwa i powietrza. Efekt to nie tylko oszczędność energii, ale i prostsza konstrukcja z mniejszą liczbą części mechanicznych, co teoretycznie przekłada się na wyższą ogólną sprawność.
Czytaj też: Takie silniki udowadniają, że spalinowe jednostki nadal można bardzo ulepszyć
Wodór okazuje się przy tym niemal idealnym paliwem. Reaguje niezwykle szybko, co jest kluczowe dla stabilnego generowania fal detonacyjnych. Co równie istotne z perspektywy przyszłości, może on pochodzić z odnawialnych źródeł, co nadaje całej technologii zielony potencjał. Konkretny wynik to 303 sekundy ciągłego działania. Poprzedni rekord, należący do NASA, wynosił 250 sekund. Lepszy wynik o niemal minutę w tej dziedzinie to wbrew pozorom znaczący postęp. Zwłaszcza że w tym przypadku największym wyzwaniem było opanowanie niezwykle gwałtownych procesów spalania wewnątrz komory. Naukowcy musieli osiągnąć precyzyjną kontrolę nad falami detonacyjnymi, które naturalnie powstają z niestabilności przepływu. Ich sukces otwiera drogę do dalszych badań nad praktycznym zastosowaniem tej koncepcji.
Od elektrowni po kokpit samolotu. Potencjalne zastosowania
Perspektywy wykorzystania tej technologii są szerokie, choć na razie pozostają w sferze planów. W energetyce stacjonarnej taka technologia mogłaby doprowadzić do powstania lżejszych i efektywniejszych turbin, obniżając tym samym koszty wytwarzania prądu. Długofalowo naukowcy spoglądają jednak w kierunku transportu, a to zwłaszcza lotnictwa. Trudno się temu dziwić, bo aktualnie branża lotnicza pilnie poszukuje rozwiązań pozwalających na redukcję emisji, a lżejsze i wydajniejsze silniki turbinowe na wodór mogłyby być jednym z nich.
Czytaj też: Kilka klocków, drut, magnesy i tranzystor. Tyle wystarczyło, by zrobić działający silnik z LEGO
Ciekawość dotyczącą tego, jak na żywo wygląda rewolucyjna turbina, będzie można zaspokoić już niebawem. Naukowcy zaprezentują swój prototyp podczas targów Hannover Messe w dniach 20-24 kwietnia 2026 roku. Pokaz na stoisku KIT w Hali 11 będzie pierwszą publiczną okazją do zobaczenia tej technologii na żywo.
Co dalej z rewolucją wodorową?
Rekordowe 303 sekundy to dobry sygnał, że koncepcja spalania detonacyjnego wychodzi z fazy czysto teoretycznej. Niemiecki zespół udowodnił, że można nią stabilnie zarządzać i nawet produkować prąd. Kluczowe pytania pozostają jednak otwarte. Chodzi o trwałość materiałów przy tak ekstremalnych obciążeniach, skalowanie technologii do wielkości przemysłowej oraz oczywiście o koszty. Rzeczywisty wpływ tego osiągnięcia na naszą energetykę ocenimy dopiero za kilka, a może kilkanaście lat. Jest to wprawdzie krok w dobrą stronę, ale zaledwie jeden z wielu potrzebnych na długiej drodze do zeroemisyjnej przyszłości.