太空發(fā)射有望更加環(huán)保！科學(xué)家正在試驗(yàn)高能硼基燃料

據(jù)New Atlas報(bào)道，近日，在一項(xiàng)可能導(dǎo)致無碳太空發(fā)射的計(jì)劃中，加利福尼亞大學(xué)河濱分校的科學(xué)家們正在試驗(yàn)用氨硼烷 (NH3BH3) 作為傳統(tǒng)碳基化學(xué)火箭燃料的替代品。

理想情況下，最好的燃料是氫氣，但即使冷卻成低溫液體，它仍然占用太多空間，處理起來極其困難和危險(xiǎn)，并會(huì)帶來各種問題。而從化石燃料中提煉的碳?xì)浠衔锏膫鹘y(tǒng)航空燃料更加實(shí)用，因?yàn)槠渲械臍渑c碳原子結(jié)合，使其更加緊湊和易于處理。

不幸的是，像煤油這樣的燃料仍然太笨重，單位能量也太少，無法滿足能夠飛越半個(gè)地球的超音速噴氣式飛機(jī)的需求。為了克服這個(gè)問題，工程師們想要?jiǎng)?chuàng)造一種新的燃料，它使用一些其他元素來儲(chǔ)存氫氣，但又足夠便宜且易于使用。

最后他們發(fā)現(xiàn)一個(gè)基于硼的新燃料家族，它在元素周期表中緊挨著碳。這些氫硼化合物，或稱硼烷，非常有前景，產(chǎn)生的熱能幾乎是傳統(tǒng)燃料的兩倍。但是，硼烷燃料存在重大問題。它們產(chǎn)生的粘性廢物會(huì)粘在引擎上，使發(fā)動(dòng)機(jī)膠結(jié)，只能通過大量的努力才能清除。因此，這些項(xiàng)目在1959年被取消了。

今天，氨硼烷形式的硼烷被用于燃料電池，為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力，其中氫氣是通過催化劑的方式釋放的。現(xiàn)在，加州大學(xué)河濱分校的研究團(tuán)隊(duì)正在尋找一種方法，使用硼烷為能夠?qū)⑿l(wèi)星送入軌道的火箭提供動(dòng)力。

這方面的關(guān)鍵是更好地了解硼烷是如何燃燒的，以及如何讓它們有效地燃燒，而不需要基礎(chǔ)燃料或催化劑，這可能會(huì)產(chǎn)生一種更環(huán)保的碳?xì)浠衔锶剂系奶娲罚⒖赡苁固瞻l(fā)射更便宜。

與碳?xì)浠衔锊煌鹜橛幸粋€(gè)復(fù)雜的燃燒過程，因?yàn)樗鼈冊(cè)谌紵^程中會(huì)演變成許多不同的化合物。通過將硼烷形成納米顆粒并與氧化劑高氯酸鉀或高氯酸銨一起燃燒，目的是改變?nèi)紵^程并更快地釋放更多的能量。

馬里蘭大學(xué)化學(xué)博士生Pankaj Ghildiyal說：“這類似于使用催化轉(zhuǎn)換器來使碳?xì)浠衔锶剂贤耆紵Ｔ谶@里，我們能夠通過使用氧化劑本身的化學(xué)成分來創(chuàng)造更完整的化學(xué)品燃燒并增加整個(gè)反應(yīng)的能量，而不需要催化劑。”

由于研究中使用的細(xì)小顆粒在潮濕的環(huán)境中容易降解，科學(xué)家們的下一步計(jì)劃是找到一種方法，給它們一個(gè)保護(hù)性的涂層，以便儲(chǔ)存。

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參考資料：https://newatlas.com/space/boron-based-fuels-carbon-free-space-rockets-uc-riverside/

標(biāo)簽： 硼基燃料 太空發(fā)射