Ученые давно предположили, что энергия, запасенная в атомных связей азота может стать источником экологически чистой энергии. Но задабривание атомов азота в соединения была непростой задачей. Исследователи из Университета Дрекселя в C&J в плазме институт Nyheimбыл уже окончательно доказано, что это экспериментально возможно-при некоторой поддержке из жидкой плазмы искры.
Сообщается в журнале физики D: Прикладная физика, получение чистого полимерного азота — polynitrogen — можно переключать соединение называется азида натрия с помощью струи плазмы в середине супер-охлаждения облаке жидкого азота. В результате шести атомов азота, соединенных вместе — соединение называется ионной или нейтральный азот-шесть-что, по прогнозам, будет чрезвычайно энерго-плотный материал.
«Polynitrogen изучается для использования в качестве «зеленого» топлива, для хранения энергии, или как взрывчатое вещество», — сказал Данил Добрынин, кандидат экономических наук, ассоциированный профессор Института Nyheimбыл и ведущий автор статьи. «Версии были экспериментально синтезированы, хотя и не в пути, который достаточно стабилен, чтобы восстановить к условиям окружающей среды или в чистом азоте-шесть форм. Наше открытие с помощью жидкой плазмы открывает новые возможности для исследования, которые могли бы привести к стабильному polynitrogen».
Предыдущие попытки создать энергетический полимера воспользовались высокого давления и высокой температуры, чтобы соблазнить связывания атомов азота. Но ни один из этих методов достаточно энергии, чтобы возбудить необходимую ионы — агенты межатомных связей на стабильной формой азота-шесть. И полимерного азота, созданные в этих экспериментах не может быть сохранена при давлении и температуре, близких к нормальным, условиям окружающей среды.
Это что-то вроде пытается склеить две тяжелые предметы, но только быть достаточно сильным, чтобы выдавить несколько капель клея из бутылки. Чтобы создать связь достаточно сильна, чтобы держать, это отнимает силы достаточно сильны, чтобы выдавить много клея.
Эта сила, по мнению исследователей, представляет собой концентрированный ионный взрыв обеспечен жидкой плазмы.
Жидкая плазма-это имя, данное к испусканию Ионом плотной материи, порожденный импульсной электрической искры, сбрасываемых в жидкой среде — вроде как молния в бутылке. Жидкий плазменная технология практически не было уже десять лет, хотя он уже держит большое обещание. Он был разработан исследователями Института Nyheimбыл, которые изучили используется в различных областях, от здравоохранения до лечение еды.
Поскольку плазма, заключенная в жидкости можно оказать давление на окружающую среду, а также контроль его температуры. Этот уровень управления является ключевым преимуществом, что исследователи, которая необходима для синтеза polynitrogen, потому что это позволило им более точно начать и остановить реакцию с целью сохранения материала он произведен. Добрынин и его сотрудники первыми сообщили о своих успешных попытках произвести polynitrogen с помощью плазменных разрядов в жидкий азот, в письме в журнал физики D: Прикладная физика за лето.
В своих последних выводов искрового плазменного послал концентрированный душ ионов к азид натрия — азот-трех молекул. Взрыв расщепляет ионы азота-три молекулы из натрия и, в возбужденном состоянии молекулы азота может скрепить друг с другом. Не удивительно, что реакции образуется довольно много тепла, так что спустила все на тормозах требует невероятной холодный — в жидком азоте.
«Мы считаем, что эта процедура была успешной в производстве чистого polynitrogen там, где другие не оправдали, из-за плотности ионов, участвующих и наличие жидкого азота в качестве агента закалки для реакции», — сказал Добрынин. «Другие эксперименты представил высоких температурах и высоких давлениях в качестве катализаторов, но наш эксперимент был более точным сочетание энергия, температура электронов и ионов.»
При осмотре с помощью Раман-спектрометр — инструмент, который определяет химический состав материала путем измерения его отклика на стимул — лазерная плазма-обрабатываемый материал, произведенный показания согласуются с предсказанными для чисто polynitrogen.
«Это очень важно, потому что до сих пор ученым не только удалось синтезировать устойчивые соединения polynitrogen в виде солей, но не в чистом виде азота, как это близко-окружающие условия,» сказал Добрынин. «По существу, мы произвели стабилен при атмосферном давлении при температуре до -50 по Цельсию.»
Плазма, в оригинальной загазованный среды, был в стадии разработки в течение многих десятилетий в технологии стерилизации для воды, пищевого и медицинского оборудования, и это также изучается для нанесения лакокрасочных материалов. Но это первый экземпляр жидкая плазма используется, чтобы синтезировать новый материал. Итак, этот прорыв может оказаться переломным в плазменных исследований, в Институте Nyheimбыл и по всей области.
«Это открытие открывает ряд интересных возможностей для получения полимерных азота в качестве источника топлива», — сказал А. Фридман, к. э. н., Джон А. Nyheimбыл профессор в Drexel колледж машиностроения и директор с&Дж Nyheimбыл плазмы Института и соавтор бумаги. «Это новый, экологически чистой энергии-плотной топлива может позволить новый век автомобилей и общественного транспорта. Это может быть прорыв, необходимых для освоения отдаленных областях пространства».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!