Инновационное топливо не взрывается и не горит при обычных условиях, а становится горючим только при пропускании через него постоянного электрического тока. Топливо основано на ионной жидкости, которая напоминает раствор обычной поваренной соли, но имеет очень низкую температуру плавления и парообразования. Такое топливо может быть использовано в разных типах двигателей и способно сделать их использование безопаснее.
Ионная жидкость, в отличие от обычной жидкости, содержит положительно и отрицательно заряженные частицы, называемые ионами, а не нейтральные молекулы. Она имеет множество потенциальных применений, таких как растворители или электролиты. Однако ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде и Шанхайского университета науки и технологии смогли создать новый вид ионной жидкости, который можно использовать в качестве горючего топлива. Они добавили специальные химические группы к этой жидкости, позволяющие контролировать ее испарение и горение с помощью электрического тока.
Когда электрический ток выключен, ионная жидкость остается стабильной и не испускает пара. Однако при включении тока жидкость начинает быстро испаряться и образовывать летучий пар, который можно зажечь. Сила тока определяет интенсивность горения топлива. Таким образом, электрический ток позволяет регулировать процесс горения в зависимости от потребностей двигателя.
То топливо, которое мы используем сейчас, не является безопасным. Оно испаряется и может воспламениться, и очень сложно остановить процесс. Воспламеняемость и сгорание жидкого топлива с высокой плотностью энергии контролируются его летучестью. Мы демонстрируем новую концепцию, с помощью которой можно динамически манипулировать летучестью ионного жидкого топлива с высокой плотностью энергии, что позволяет хранить термически нечувствительное к окислению негорючее топливо, электрохимически генерировать легковоспламеняющиеся частицы паровой фазы и гасить пламя, устраняя смещение напряжения, что останавливает его испарение
— участник исследования Юйцзе Ван.
Расчетные потери энергии в процессе электрохимической активации составляют всего около 4% от общего энерговыделения. Такой подход открывает новую перспективу для создания безопасного топлива и простой системы дозирования горючего с использованием электрохимического управления.
Ученые в настоящее время проводят тестирование эффективности нового топлива и исследуют, в каких типах двигателей его можно использовать. Также они рассматривают возможность добавить его к существующим видам горючего, чтобы сделать их безопасными от возгорания. Однако для окончательного внедрения открытия в массовое производство необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, насколько это возможно за пределами лаборатории в принципе.
Статья об исследовании под названием «Электрохимическая модуляция воспламеняемости ионных жидких топлив» была недавно опубликована в Журнале Американского химического общества.
