قام مهندسون كيميائيون في جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، بتطوير وقود سائل فريد من نوعه يتطلب تيارًا كهربائيًا للإشعال. وعلى عكس أنواع الوقود التقليدية، فإن هذا الوقود المبتكر لا يتفاعل مع النيران أو يتسبب في حرائق عرضية أثناء التخزين أو النقل، مما يجعله وقودًا سائلًا "آمنًا".
قال يوجي وانغ، طالب دكتوراه في الهندسة الكيميائية في جامعة كاليفورنيا والمؤلف المشارك لورقة جديدة حول هذا الوقود: "الوقود الذي نستخدمه عادةً ليس آمنًا جدًا. يمكن أن يشتعل بعد أن يتبخر، ومن الصعب منع حدوث ذلك". "عندما يحترق الوقود، ليس السائل نفسه هو الذي يحترق. بدلاً من ذلك، فإن جزيئات الوقود المتطايرة التي تحوم فوق السائل هي التي تشتعل عندما تتلامس مع الأكسجين واللهب. يمكن أن تؤدي إزالة مصدر الأكسجين إلى إطفاء اللهب، لكن من الصعب القيام بذلك خارج المحرك. إذا ألقيت عود ثقاب في بركة من البنزين على الأرض، فإن ما يحترق هو بخار البنزين. يمكنك شم البخار وتعرف على الفور أنه متطاير، وإذا كان بإمكانك التحكم في البخار، فيمكنك التحكم في احتراق الوقود أم لا."
تصف ورقة مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية كيفية قيام الفريق بتصنيع الوقود، ويتم تضمين المزيد من التفاصيل الفنية في طلب براءة الاختراع الخاص بهم.
أساس الوقود الجديد هو السوائل الأيونية وهي عبارة عن أملاح سائلة. وقال وانغ: "إنه مشابه للملح الذي نستخدمه لإضفاء نكهة على الطعام، وهو كلوريد الصوديوم. الملح الذي استخدمناه في هذا المشروع له نقطة انصهار أقل من ملح الطعام، وضغط بخار أقل، وهو عضوي".
وبمجرد وصولهم إلى المختبر، قام الفريق بتعديل وصفة السائل الأيوني لاستبدال الكلور بالبيركلورات. ثم قاموا بإشعال السائل باستخدام ولاعة، وهي ساخنة بدرجة كافية بحيث إذا احترقت، فسوف تحترق.
بعد ذلك، حاول الفريق تطبيق جهد كهربائي ثم إشعاله بلهب أخف. لقد اشتعلت بالفعل، وبمجرد إيقاف التيار، اختفى اللهب. ثم تمكنوا من تكرار العملية مرارًا وتكرارًا - تطبيق الجهد الكهربي، ورؤية الدخان، وإشعال الدخان ليحترق، ثم إيقاف التيار، مما يمنح الوقود نظام بدء وإيقاف سريع.
إن إضافة المزيد من الجهد إلى السائل يخلق لهبًا أكبر ينتج المزيد من الطاقة. ولذلك، يمكن لهذه الطريقة أيضًا أن تعمل مثل نظام القياس أو الاختناق في المحرك.
قال مايكل زكريا، أستاذ الهندسة الكيميائية المتميز في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس والمؤلف المقابل للورقة البحثية: "يمكن قياس الاحتراق بهذه الطريقة، وقطع الجهد الكهربائي يعمل مثل مفتاح الرجل الميت - وهي ميزة أمان تقوم بإيقاف تشغيل الآلة تلقائيًا إذا أصبح المشغل عاجزًا".
من الناحية النظرية، يمكن استخدام الوقود السائل الأيوني في أي نوع من المركبات. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض الأسئلة التي تحتاج إلى إجابة قبل أن يتم تحقيق التسويق التجاري. ويجب اختبار الوقود في أنواع مختلفة من المحركات وتحديد كفاءته.
وقال زكريا: "إحدى الخصائص المثيرة للاهتمام للسوائل الأيونية هي إمكانية مزجها مع الوقود التقليدي مع الحفاظ على خصائصها". "لكن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لفهم نسب السوائل الأيونية التي يمكن خلطها وجعلها غير قابلة للاشتعال."
على الرغم من أن هناك العديد من جوانب السائل التي تحتاج إلى مزيد من الاستكشاف، إلا أن الفريق سعيد لأنه تمكن من إنتاج وقود آمن ويتجنب الحرائق العرضية.
وقال زكريا "سيكون بالتأكيد أكثر تكلفة من الطريقة الحالية لإنتاج الوقود. هذه المركبات لا يتم إنتاجها عادة على دفعات، ولكن إذا تم إنتاجها، فسوف تنخفض التكلفة". "ما مدى تنافسية ذلك؟ لا أعرف. ولكن إذا كانت السلامة مهمة، فهذا أحد الجوانب الرئيسية. إذا صنعت منتجًا آمنًا، فهناك فوائد تتجاوز المحصلة النهائية."