金屬粉末或可替代化石燃料

2021-02-15 科學解碼

你能想像未來發動機不再「喝」汽油而是「吃」鐵粉嗎？加拿大麥吉爾大學研究人員與一位歐洲航天局的科學家共同提出了一個新概念——利用與精白粉或糖粉差不多大的細微金屬粒子來驅動外燃機。相比氫、生物燃料或者電池等，金屬粉末更有望成為化石燃料的長期替代解決方案。

外燃機是工業時代燃煤蒸汽機的現代版本，廣泛用於核電站、燃煤或生物質發電站。燃燒金屬粉末也很常見，例如煙花的奪目色彩就來自其中添加的各種金屬粉末，還有太空梭的火箭推進劑。

麥吉爾大學官網9日發布的新聞公報稱，該校機械工程學教授傑弗裡·伯格索爾森帶領的團隊提出的這一設想利用了金屬粉末的重要特性：燃燒時生成穩定的無毒固體氧化物產品，相對容易回收，而化石燃料則會排放二氧化碳並逃逸到大氣中。

他們用一個定製燃燒器證明，懸浮在空氣中的細微金屬粒子流燃燒時火焰穩定。據他們預測，金屬粉末驅動的發動機的能量和功率密度將與目前的化石燃料內燃機非常接近，有望成為打造未來低碳社會的一項有吸引力的技術。

而鐵將作為主要候選。冶金、化工、電子等行業每年產生數百萬噸鐵粉。回收鐵的技術已經很成熟，而且一些新穎的技術也能避免利用煤炭生產鐵的傳統方式所造成的二氧化碳排放問題。

伯格索爾森說，下一步他們將建造一個燃燒器原型，連接到一臺熱力發動機上，力求將實驗室成果轉化為實用技術。

參與研究的歐洲航天局戰略和新興技術負責人大衛·賈維斯表示，這項技術為研發可在太空和地球上使用新型推進系統打開了大門。如果能證明鐵粉燃料發動機幾乎能達到零排放，將會帶動更多的創新，成本也將進一步降低。

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