캘리포니아 대학교 리버사이드 캠퍼스의 화학 엔지니어들은 점화를 위해 전류가 필요한 독특한 액체 연료를 개발했습니다. 기존 연료와 달리 이 혁신적인 연료는 보관이나 운송 중에 화염에 반응하거나 우발적인 화재를 일으키지 않아 "안전한" 액체 연료입니다.
UCR 화학공학 박사과정 학생이자 이 연료에 대한 새로운 논문의 공동 저자인 Yujie Wang은 "우리가 일반적으로 사용하는 연료는 그다지 안전하지 않습니다. 증발한 후 발화할 수 있으며 이러한 현상이 발생하는 것을 방지하기가 어렵습니다"라고 말했습니다. "연료가 탈 때 타는 것은 액체 자체가 아니라 액체 위를 떠다니는 휘발성 연료 분자가 산소와 불꽃과 접촉할 때 발화하는 것입니다. 산소원을 제거하면 불꽃을 끌 수 있지만 엔진 외부에서는 어렵습니다. 땅에 있는 휘발유 웅덩이에 성냥을 던지면 휘발유 증기가 타는 것입니다. 증기 냄새를 맡아 휘발성이라는 것을 즉시 알 수 있고 제어할 수 있다면 제어할 수 있습니다. 증기로 인해 연료가 연소되는지 여부를 제어할 수 있습니다."
미국 화학 학회지(Journal of the American Chemical Society) 논문에서는 팀이 연료를 생성한 방법을 설명하고 있으며, 특허 출원서에 더 많은 기술적 세부 사항이 포함되어 있습니다.
새로운 연료의 기본은 액화염인 이온성 액체이다. Wang은 "우리가 음식의 맛을 내기 위해 사용하는 소금인 염화나트륨과 유사합니다. 이 프로젝트에서 우리가 사용한 소금은 식탁용 소금보다 녹는점이 낮고 증기압도 낮으며 유기농입니다"라고 Wang은 말했습니다.
실험실에 도착한 후 팀은 이온성 액체의 제조법을 수정하여 염소를 과염소산염으로 대체했습니다. 그런 다음 그들은 라이터로 액체에 불을 붙였습니다. 라이터는 불이 붙을 정도로 뜨겁습니다.
다음으로 연구팀은 전압을 가한 다음 더 가벼운 불꽃으로 점화를 시도했습니다. 실제로 불이 붙었고 전류가 꺼지자 불꽃은 사라졌습니다. 그런 다음 그들은 전압을 가하고, 연기를 보고, 연기를 점화하여 연소시킨 다음 전류를 차단하여 연료에 신속한 시동 및 정지 시스템을 제공하는 과정을 계속해서 반복할 수 있었습니다.
액체에 더 많은 전압을 추가하면 더 많은 에너지를 출력하는 더 큰 불꽃이 생성됩니다. 따라서 이 방법은 엔진의 계량 또는 조절 시스템처럼 작동할 수도 있습니다.
"연소는 이런 방식으로 측정할 수 있으며 전압을 차단하는 것은 데드맨 스위치처럼 작동합니다. 이는 작업자가 무능력해지면 자동으로 기계를 끄는 안전 기능입니다."라고 UCLA의 화학 공학 교수이자 해당 논문의 교신 저자인 Michael Zachariah는 말했습니다.
이론적으로 이온성 액체 연료는 모든 유형의 차량에 사용될 수 있습니다. 그러나 상용화를 위해서는 아직 해결해야 할 몇 가지 질문이 남아 있다. 연료는 다양한 엔진 유형에서 테스트되어야 하며 그 효율성이 결정되어야 합니다.
"이온성 액체의 흥미로운 특성 중 하나는 기존 연료와 혼합될 수 있으며 여전히 그 특성을 유지할 수 있다는 것"이라고 Zakaria는 말했습니다. "그러나 이온성 액체의 어떤 비율을 혼합하여 불연성으로 만들 수 있는지 이해하려면 더 많은 연구가 필요합니다."
비록 액체에 대해 더 탐구해야 할 많은 측면이 있지만, 팀은 안전하고 우발적인 우발적인 화재를 피하는 연료를 만들 수 있게 된 것을 기쁘게 생각합니다.
"현재의 연료 생산 방식보다 비용이 더 많이 들 것입니다. 이러한 화합물은 일반적으로 일괄 생산되지 않지만, 만약 그렇다면 비용이 절감될 것입니다."라고 Zakaria는 말했습니다. "얼마나 경쟁력이 있는지는 모르겠습니다. 하지만 안전이 중요하다면 이것이 중요한 측면 중 하나입니다. 안전한 제품을 만들면 수익성 이상의 이점이 있습니다."