En undersøgelse analyserer den uventede opførsel af brintflammer

Hydrogenflammer kan forplante sig selv med meget lidt brændstof, inden for overraskende snævre huller og kan udvide opdelingen til fraktale mønstre. Det er den uventede fysiske opførsel af denne gas, når den brænder, som er blevet opdaget af et videnskabeligt team ledet af forskere fra Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). Disse resultater kan hjælpe med at forbedre sikkerheden for brintdrevne enheder.

Studiet, udgivet i den seneste udgave af tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , beskriver resultaterne fra forsøg, der har vist, at brintflammer kan overleve under mere ekstreme forhold end tidligere antaget. I denne forskning, ledet af Fernando Veiga, Eduardo Fernández-Tarrazo og Mario Sánchez Sanz, fra UC3M Department of Thermal and Fluids Engineering, Daniel Martínez Ruiz fra Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Mike Kuznetsov fra Karlsruhe Institute of Technology (Tyskland) og Joachim Grune fra Pro-Science GmbH (Tyskland) har ligeledes deltaget.

"Vores artikel viser, at brintflammer er i stand til at forplante sig i meget snævre rum på en millimeter eller deromkring, skabe en uønsket og farlig situation, "forklarede Fernando Veiga, en af ​​forskerne, der har udført en stor del af det eksperimentelle arbejde.

Brug af brint som brændstof kan bidrage til at reducere kuldioxidemissioner, men opbevaring og transport kan indebære visse risici. I dette studie, forskere har empirisk vist, at gassen kan brænde i uventede situationer. Til det formål, holdet testede fortyndinger af gasformigt brændstof i et rum, der kun var et par millimeter bredt, og fandt ud af, at brintet kunne brænde støt, selvom dets koncentration kun var 5% i volumen.

Fraktale strukturer

Hydrogenflammer er næsten usynlige for det blotte øje og udsender meget lidt strålevarme, hvilket gør dem svære at opdage. For at gøre det, forskerne brugte en særlig metode til at spore deres bevægelse og et højhastighedskamera til at spore flammens vej under deres udbredelse. De bekræftede, at de danner en fraktal vej, når de formerer sig, det er, de antager en geometrisk form, hvis grundstruktur gentages på forskellige skalaer. "Videooptagelsen afslører denne fraktale vej, hvilket præcist tillader flammen effektiv adgang til nyt brændstof, når det brænder, ”Mario Sánchez Sanz påpegede.

Brint udgør en ren og effektiv energikilde, og som sådan, energiproduktionsteknologier baseret på dets anvendelse vil stige betydeligt i den nærmeste fremtid. Derfor, "deres design og sikkerhedsprotokoller bliver nødt til at tage disse nye former for formering i betragtning, "observerede Daniel Martínez Ruiz, professor ved ETSI Aeronáutica y del Espacio (The School of Aeronautics and Space Engineering) i UPM.

Disse resultater kan være nyttige for ingeniørteams, der designer brintlagringssystemer, hvem skal tage højde for dens ekstreme brandbarhed, selv i meget snævre rum. Brintbrændselsceller bruges som energikilde i biler og motorcykler, for eksempel. "En brintlækage og dens ophobning i et lukket rum kan føre til disse typer flammer, "tilføjede Mario Sánchez Sanz.

Ifølge forskerne, flere undersøgelser af denne type er nødvendige for at vurdere sikkerheden i forhold til lækager i brintdrevne køretøjer og andre relaterede anordninger. Først og fremmest, i nutidens kontekst med behovet for at reducere drivhusgasemissioner og bekæmpe klimaændringer, det forekommer tvingende nødvendigt at fremskynde udviklingen og brugen af ​​hydrogenbaserede energiteknologier.