Une grande partie du transport de parler ces jours tourne autour de trouver des moyens plus efficaces pour alimenter nos véhicules, pour des raisons évidentes. Finalement, les combustibles fossiles seront épuisées, et nous avons besoin d'avoir une alternative en place longtemps avant d'en arriver là. Comme maréchal de l'air italienne Giulio Douhet a été cité comme disant retour en 1928, "La victoire brille à ceux qui anticipent les changements dans le caractère de la guerre, non pas à ceux qui attendent à s'adapter après les changements se produisent."
Curieusement, cependant, la conversation de durabilité en ce qui concerne l'aviation commerciale n'a pas augmenté au même niveau de visibilité comme il l'a sur les automobiles, même si l'impact sur l'industrie aérienne. Certains débats ont eu lieu concernant la viabilité de transformer l'aviation dans une forme beaucoup plus écologique grâce à l'utilisation de biocarburants et de quelques prototypes (tant au niveau de l'aviation générale et commerciale) ont volé, mais il reste beaucoup à la fois vu et fait à cet égard. Sans doute, la hausse spectaculaire des prix du carburant au cours des dernières années a été un premier facteur de motivation dans l'escalade de la consommation de carburant (aviation) et de la durabilité d'un problème d'arrière-arrière-brûleur à une priorité majeure.
Lorsque l'on regarde la question des carburants alternatifs et de l'aviation, un certain nombre de préoccupations majeures dominent le débat: la densité d'énergie (à la fois du point de vue volumétrique et gravimétrique), la technologie de stockage / conditions, la production / infrastructures de transport et de disponibilité. Je n'ai pas mentionnés ici, les préoccupations environnementales surtout en raison d'un combustible doit encore répondre à ces questions afin d'être pratique, peu importe comment écologique qu'elle pourrait être.
Densité d'énergie:
L'énergie est le moteur de tout ce que nous faisons, de mouvement de notre corps à aller dans l'espace, sans aucun doute, il est le facteur central qui permet à notre société technologique moderne. Premières énergétiques n'est pas le seul facteur à considérer, cependant. Tout comme critique est la quantité d'espace une quantité donnée d'énergie prend (sa densité énergétique volumétrique) et combien il masses (sa densité d'énergie gravimétrique). Une source d'énergie idéale serait à la fois de produire beaucoup d'énergie et prendre aussi peu d'espace ou de peser aussi peu que possible-. La figure 1 est un diagramme de dispersion montrant la densité d'énergie gravimétrique et volumétrique de 24 différents combustibles. Un coup d'oeil sur le graphique montre qu'il n'ya pas de combustibles communs qui sont extrêmement efficaces en termes de caractéristiques. L'hydrogène est un carburant idéal du point de vue de masse, mais le volume de l'espace, il prend fait qu'il est impossible dans de nombreux cas. En revanche, l'essence est un moyen-de-la route-interprète avec des scores modérés dans les deux catégories.
Pour certaines applications, le volume est plus important que la masse (ou vice versa); dans l'aviation, les deux poids et le volume sont des préoccupations essentielles, alors un carburant qui concilie les densités d'énergie est un meilleur compromis. Ceux des densités d'énergie à leur tour affecter la portée, la capacité de charge utile, vitesse maximale, et autres caractéristiques de performance. La figure 2 montre que, même si l'hydrogène peut petite masse, d'autres combustibles grève beaucoup mieux d'un bilan de masse / volume.
Besoins d'entreposage:
Pour être d'aucune utilité, un carburant doit être effectuée, si les exigences de transport d'un combustible sont trop onéreux, alors le carburant ne sera pas pratique, quelle que soit la haute densité d'énergie qu'il pourrait avoir. L'hydrogène est un bon exemple. La raison pour laquelle le stockage d'hydrogène tellement de R & D est actuellement menée est en raison du volume que l'hydrogène prend sous toutes ses formes; si elle a une masse extrêmement faible, sa densité est si faible que ses exigences de volume sont prohibitifs (par exemple, densité énergétique de l'essence est trois fois plus élevé par unité de volume que l'hydrogène liquide, et il n'a pas besoin d'être isolé).
Technologie et infrastructure:
Bien que la plupart des gens ne pensent pas souvent, l'infrastructure est le fondement de toute l'industrie, si vous ne pouvez pas transporter des ressources, de communiquer efficacement, ou recevoir l'énergie électrique, vous ne pouvez pas fonctionner adéquatement dans la société moderne. Le passage à de nouveaux carburants est parfois facile, comme dans le cas de l'utilisation de l'éthanol et du biodiesel dans les véhicules automobiles; ces modifications peuvent encore bénéficier des technologies et des réseaux existants. L'hydrogène nécessite de production unique, le stockage et les réseaux de transport, tandis que les biocarburants d'aviation doivent être raffiné à partir de biocarburants plus classiques. Soutenir les technologies dernier représente un investissement beaucoup plus importante initial, si le potentiel à long terme de récompenses coûts de carburant plus faible, plus faible impact environnemental, la croissance des emplois, et plus grande sécurité énergétique sont sans doute plus de valeur de l'investissement.
Disponibilité:
De préoccupation critiques pour l'aviation est la question de la disponibilité. Il faut non seulement un carburant de répondre aux exigences techniques et être pratique à partir d'un point de vue technologique et des infrastructures, il doit aussi être disponible dans les volumes nécessaires pour maintenir l'industrie avaiation bon fonctionnement. La figure 3 montre l'aviation américaine kérosène (carburéacteur) les livraisons en milliers de gallons par jour. Pour la dernière décennie, l'utilisation moyenne a été d'environ 40 millions de gallons / jour, un nombre sans carburant alternatif est bien placé pour correspondre à l'avenir immédiat.
Compte tenu de tous ces facteurs, quels sont les candidats les plus prometteurs?
• Metal-Organic Frameworks: Relatif à fullerènes, ces composés profiter d'une surface très grande pour lier l'hydrogène. Récemment, un effort de recherche conjoint entre l'Université du Maryland, CalTech, et le NIST a démontré un concept de stockage qui promet de permettre un stockage à des densités de mieux que l'hydrogène solide et à des températures aussi élevées que celle de l'hydrogène liquide. En cas de succès, ces composés permettrait de corriger les inconvénients les plus graves
• Biocarburants: les équipes de recherche sont nombreux rapports de succès dans l'utilisation de biocarburants comme une base pour créer le kérosène; quelques-uns des plus réussies à ce jour impliquent le jatropha (une mauvaise herbe qui pousse dans les tropiques) et les esters méthyliques de soja. Jusqu'à présent, le plus grand des obstacles à effacer entourent les pauvres performances à basse température de ces carburants. Pourtant, même si c'est seulement un additif au carburant traditionnel, ils fournissent un certain soulagement des prix fait cruellement défaut pour l'industrie.
