Mi történik a hidrogénturbinákkal? Megdőlt a NASA rekordja

Szóval van egy sztori, amit mindenképp meg kell osszan veletek, mert az ilyen csendes forradalmakra kevesen figyelnek oda.

A karlsruhei Technológiai Intézet kutatói (KIT) mostanában elértek valamit, ami igazán figyelemre méltó. Hidrogén gázturbinájukat 303 másodpercig tudták működtetni – ez több mint öt perc! És ami a legjobb: közben áramot is termeltek belőle. Az előző rekordot a NASA tartotta 250 másodperccel. Szóval igen, a németek überelték a NASA-t.

De ami igazán megragadott, az nem is ez, hanem az, hogyan jutottak el idáig.

A kompresszor problémája

Tudjátok, milyen a turbó a kocsikban? Nos, a hagyományos gázturbinák, amiket erőművekben vagy repülőgépeken használnak, hasonlóan működnek – levegőt kell sűríteniük, mielőtt üzemanyaggal keverik és meggyújtják. A probléma ott van, hogy a turbina teljes teljesítményének nagyjából a fele megy el magára a kompresszor hajtására.

Gondoljatok bele. Fele annak az energiának, amit előállít, önmagára megy el. Hát, ez nem túl hatékony, ugye?

A KIT csapata teljesen más utat választott. Ahelyett, hogy mechanikusan sűrítenék a levegőt az égés előtt, az ő tervezésük magában az égéskamrában hoz létre nyomást. Ezt hívják nyomásnövekedéses égésnek. Olyan ez, mintha apró, irányított robbanásokat váltanál ki egy bizonyos mintázatban – lökéshullámok, amelyek természetesen, kompresszor nélkül hoznak létre nyomást.

Miért pont hidrogén?

Elméletileg különböző üzemanyagokkal is működhetne ez a technológia, de a hidrogén különösen alkalmas rá. Rendkívül gyorsan reagál, és képes stabil nyomásemelkedést előidézni, ami az egész rendszer működéséhez kell. És itt jön a szép rész: a hidrogén előállítható megújuló energiával (innen a zöld hidrogén!), vagyis nem csak arról van szó, hogy hatékonyabbá tesszük a turbinákat – arról is, hogy a tiszta energiatermelés nagy léptékben is életképes lehet.

Professor Daniel Banuti a KIT-ről nagyon találóan fogalmazott: „Ez fontos lépés a rendkívül hatékony és rugalmas hidrogénenergia felé, egy fosszilismentes rendszerben."

Miért fontos ez?

Ha kivesszük a kompresszort, az azt jelenti:

• Kevesebb energia vész kárba az átalakítás során
• Kevesebb mozgó alkatrész (vagyis kevesebb dolog romolhat el)
• Potenciálisan könnyebb és olcsóbb turbina
• Magasabb teljes hatásfok

A csapat egy másik nehéz problémát is megoldott – hogyan alakítsák át az intenzív égési reakciókat felhasználható villamos energiává, miközben minden stabil marad. Kiderült, hogy az irányított robbanásokat nehéz szelíd, egyenletes módon hasznosítani. De sikerült.

Mire vezethet ez?

A közelebbi jövőben ez forradalmasíthatja az erőművekben az áramtermelést. Kicsit távolabbra tekintve? A repülés. Képzeljétek el a sug hajtóműveket, amelyeknek nem kell hatalmas mechanikus kompresszor, lehetnek könnyebbek, hatékonyabbak, és hidrogén üzemanyaggal működnek a kerozin helyett.

Még korai stádiumban vagyunk, és rengeteg mérnöki munka van előttünk. De amikor látom, hogy kutatók egy teljesen más égési megközelítéssel megdöntik a NASA rekordját – az ilyen tudomány tesz engem optimistává az energiajövőnket illetően.

Néha a legnagyobb áttörések nem abból születnek, hogy nagyobbá tesszük a dolgokat, hanem hogy újragondoljuk, hogyan működnek.

Forrás: ScienceDaily