模擬光合作用:美空军打造永远飞行的喷气机(图)

2022-01-18 00:10 作者: 古望琴
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美国空军驻德国的F-16战斗机,2015年9月9日,在英国上空进行训练飞行时,从KC-135空中加油机加油。
美国空军驻德国的F-16战斗机,2015年9月9日,在英国上空进行训练飞行时,从KC-135空中加油机加油。(图片来源:公有领域/美国空军)

【看中国2022年1月18日讯】(看中国记者古望琴编译/综合报导)碳转化公司Twelve通过二氧化碳(CO2)电解生产了第一种名为E-Jet®无化石燃料,展示了一条可扩展、节能的全球航空去化石化途径。该项目得到了美国空军的资助,产出了适用于商业和军用航空的全球燃料。虽然这听起来几乎不可能,但这是美国空军正在进行的,可以永远飞行的喷气燃料项目,其所涉及的技术基础,就是植物的光合作用。

《可再生能源杂志》(Renewable Energy Magazine)报道,永恒的电子喷气机是通过一个生产过程,完全从空气中生产出来的,该设备可以压缩成一个便携式烤箱大小。并称,此举有望彻底改变航空业的碳中性无化石燃料

燃料通常被称为液体黄金,没有它,美国空军的战机都要趴窝,五角大楼的所有战略圆桌会议,也无从谈起。但是,这种液体黄金,不仅供应有限,而且价格越发昂贵。空军副助理部长格雷罗(Roberto Guerrero)披露,为满足美国空军每年80万架次的飞行,空军的2022财年预算,仅燃料一项就划拨了82亿美元,令人瞠目。举例来说,F-35战机的每个飞行小时,都会燃烧4万多美元的燃料,在其计划的8000小时寿命中,预计将燃烧3.52亿美元的燃料,而这仅仅是一架F-35。因此,开发出一种更便宜的燃料,已成为美军的必办事项。这时,一家名为Twelve的化学技术公司出场了。

2015年Kendra Cool博士、Etosha Cave博士和Nicholas Flanders创立了Twelve。2020年美国空军和这家公司签订了一份合同,解决燃料相关问题,而这份合同将最终被证明是天才之举。

经过几个月的将碳转化为除钻石以外的一切化学实验,电子喷气燃料诞生了。媒体评论说,美国空军将有能力在世界任何有空气的地方自动生产燃料。这意味着空军可以在任何地方、任何地形、任何时间,自我维持,同时不牺牲喷气机的超音速能力。真是太棒了!那么,从空气中获取燃料究竟是如何实现的呢?

Twelve化学公司的从空气到燃料的转换过程,的确非常壮观,但绝不是新概念,它背后的科学被称为费舍尔-特洛夫合成法(Fischer Trophth Synthesis)。在这个过程中,大气中的二氧化碳和水,使用太阳能电力,产出了碳和氢。碳和氢随后在催化剂的作用下起反应,产生了化合物,然后这种化合物被提炼成不含化石的碳中性电子喷气燃料。这种碳转化过程通常被称为工业光合作用,和植物的光合作用有着惊人的相似之处。

电子燃料的生产过程还需要水,不过水也可以从空气中提取。美国空军对Twelve化学公司非常满意,因为电子喷气机经过测试,可以与目前的喷气发动机兼容,因此,空军继续支持Twelve公司,扩大电子喷气机的生产规模,以满足实际作战需求。由于主要成分空气、水和阳光都是地球上最丰富的物质,因此,当涉及到可扩展性时,有足够的乐观态度。就实用性而言,电子喷气式飞机也是可圈可点,不仅能够让10亿台内燃机老当益壮,发挥余热,而且还能从大气中固化已有的二氧化碳,比减排是进了一大步。

现在这种电子喷气燃料的生产过程,就好像是把树木目前所做的工作进行了加速。根据碳转化公司Twelve发布的文件,他们的碳转化过程一旦扩大规模,将具有与1200亿棵树相同的减少二氧化碳的能力。用二氧化碳制造喷气发动机的燃料,使美国空军能够在不影响燃料质量或可靠性的情况下,提高能源独立性并降低燃料物流的风险。

Twelve和空军研究实验室项目办公室(AFWERX)和小型企业创新研究项目(SBIR)签署了联合合同,在空军作战能源办公室(AFOE)的牵头下进行合作。负责作战能源的空军副助理部长格雷罗说,“我们这个项目的主要目标是,创造一种清洁的喷气燃料,在不牺牲运营准备的情况下提高安全性和能源独立性。该项目的成功完成会证明,效率和环境责任并不是相互排斥的。”

据报道,Twelve的专有技术不仅限于燃料,可以全面替代传统上的关键化学品和材料。

来源:看中国

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