Gran parte del trasporto parlare in questi giorni ruota attorno a trovare modi più efficienti per alimentare i nostri veicoli, per ovvie ragioni. Alla fine, i combustibili fossili si esauriranno, e abbiamo bisogno di avere un'alternativa in atto molto tempo prima di raggiungere quel punto. Come italiano aria maresciallo Giulio Douhet è stato citato come dicendo di nuovo nel 1928, "Vittoria splende su chi anticipare i cambiamenti nel carattere della guerra, non a coloro che attendono di adattarsi dopo i cambiamenti si verificano."
Stranamente, però, la conversazione riguarda la sostenibilità come l'aviazione commerciale, non è salito allo stesso livello di visibilità come ha riguardanti automobili, anche se l'impatto sul settore delle compagnie aeree. Qualche discussione si è verificato sulla fattibilità di trasformare l'aviazione in una forma molto più verde attraverso l'utilizzo di biocarburanti e di alcuni prototipi (sia a livello di aviazione generale e commerciale) hanno volato, ma resta ancora molto da entrambi visto e fatto in questo senso. Senza dubbio, il drammatico aumento del costo del carburante nel corso degli ultimi anni è stato un primo motivazione nella escalation del (aviazione) l'efficienza del carburante e sostenibilità da un dietro-le-back-bruciatore questione una priorità.
Se si guarda alla questione dei carburanti alternativi e l'aviazione, una serie di problemi chiave dominare la discussione: densità di energia (sia dal punto di vista volumetrico e gravimetrico), tecnologia di storage / requisiti, produzione / infrastrutture di trasporto e disponibilità. Non ho elencato qui le preoccupazioni ambientali in primo luogo perché un combustibile deve ancora affrontare questi problemi in modo da essere pratico, non importa quanto eco-compatibile potrebbe essere.
Densità di energia:
L'energia è il driver per tutto ciò che facciamo, dal nostro corpo in movimento per andare nello spazio, senza dubbio, è il fattore centrale che permette per la nostra moderna società tecnologica. Prime energetiche non è l'unico fattore da prendere in considerazione, però. Così come critica è la quantità di spazio di una data quantità di energia occupa (la sua densità di energia volumetrica) e quanto le masse (la sua densità di energia gravimetrica). Una fonte di energia ideale sarebbe entrambi producono un sacco di energia e occupano meno spazio e pesano poco possibile. La figura 1 è un grafico a dispersione mostra la densità di energia gravimetrica e volumetrica di 24 diversi combustibili. Uno sguardo al grafico mostra che non ci sono i combustibili comuni che sono estremamente efficienti in termini di caratteristiche. L'idrogeno è un combustibile ideale dal punto di vista di massa, ma il volume di spazio che occupa lo rende poco pratico in molti casi. Al contrario, la benzina è un middle-of-the-road performer con punteggi moderati in entrambe le categorie.
Per alcune applicazioni, il volume è più importante di massa (o viceversa), nel trasporto aereo, sia il peso e il volume sono preoccupazioni critiche, in modo un combustibile che bilancia entrambe le densità di energia è un compromesso migliore. Quelli densità di energia, a sua volta influenzare il raggio, la capacità di carico, velocità massima, e le caratteristiche di prestazione. La Figura 2 mostra che, anche se l'idrogeno può poca massa, altri combustibili sciopero di gran lunga migliore di una massa / volume equilibrio.
Stoccaggio requisiti:
Per essere di qualche utilità, un combustibile deve essere effettuata, se i requisiti di trasporto di un combustibile sono troppo onerose, il combustibile non sarà pratico, indipendentemente da quanto alta densità di energia che potrebbe avere. L'idrogeno è un buon esempio. La ragione per cui lo stoccaggio dell'idrogeno così tanto R & S è attualmente in corso è causa del volume che l'idrogeno prende in tutte le sue forme, anche se ha una massa estremamente ridotta, la sua densità è così bassa che i suoi requisiti di volume sono proibitivi (per esempio, densità di energia della benzina è tre volte superiore per unità di volume di idrogeno liquido, e non ha bisogno di essere isolati).
Technology & Infrastructure:
Sebbene la maggior parte delle persone non ci pensano spesso, l'infrastruttura è il fondamento di tutta l'industria, se non si può trasportare risorse, comunicare in modo efficiente, o ricevere energia elettrica, non può funzionare adeguatamente nella società moderna. Passaggio a nuovi carburanti a volte è facile, come nel caso di utilizzo di etanolo e biodiesel nelle automobili, queste alterazioni possono ancora beneficiare di tecnologie esistenti e delle reti. L'idrogeno richiede la produzione unica, storage e reti di trasporto, mentre i biocarburanti aerei devono essere perfezionati da biocarburanti più convenzionali. Sostenere le tecnologie di questi ultimi rappresenta un investimento molto più consistente iniziale, anche se il potenziale di benefici a lungo termine dei costi di carburante, minore impatto ambientale, lo sviluppo di lavoro e una maggiore sicurezza energetica sono forse più che vale l'investimento.
Disponibilità:
Motivo di seria preoccupazione per l'aviazione è la questione della disponibilità. Non solo un combustibile deve soddisfare i requisiti tecnici e di essere pratici dal punto di vista tecnologico e delle infrastrutture, ma deve anche essere disponibile in volumi necessari per mantenere l'industria avaiation senza intoppi. La figura 3 mostra degli Stati Uniti kerosene per aviazione (jet fuel) consegne in migliaia di galloni al giorno. Negli ultimi dieci anni, l'utilizzo medio è stato di circa 40 milioni di galloni / giorno, un numero è posizionato non combustibile alternativo per soddisfare nell'immediato futuro.
Dati tutti questi fattori, quali sono i candidati più promettenti?
• Metal-Organic Frameworks: relativi a fullereni, questi composti usufruire di una superficie estremamente grande di legare l'idrogeno. Recentemente, uno sforzo di ricerca congiunta tra l'Università del Maryland, CalTech, e il NIST ha dimostrato un concetto di storage che promette di consentire l'archiviazione a densità meglio di idrogeno solido ed a temperature pari a quello di idrogeno liquido. In caso di successo, questi composti sarebbe rettificare gli svantaggi più gravi
• Biocarburanti: Numerosi gruppi di ricerca stanno segnalando il successo nell'uso di biocarburanti come base per creare il carburante degli aerei, alcuni dei più riusciti finora coinvolgere jatropha (un'erba che cresce ai tropici) e di esteri metilici di soia. Finora, il più grande ostacoli da cancellare circondare i poveri a bassa temperatura prestazioni di questi carburanti. Eppure, anche se solo un additivo per il carburante degli aerei tradizionali, avrebbero fornito un certo rilievo prezzo assolutamente necessarie per l'industria.
