رکوردشکنی توربین هیدروژنی بدون کمپرسور؛ فناوری جدید آلمان از رکورد NASA عبور کرد

پژوهشگران آلمانی موفق شدند یک توربین گازی بدون کمپرسور با سوخت هیدروژن بسازند که توانست بیش از پنج دقیقه به‌طور پیوسته کار کند و رکورد قبلی ثبت‌شده توسط NASA را پشت سر بگذارد. این دستاورد گامی مهم در مسیر تولید انرژی پاک و کارآمدتر محسوب می‌شود.

به گزارش interestingengineering، محققان Karlsruhe Institute of Technology در آلمان با استفاده از فناوری احتراق با افزایش فشار توربینی طراحی کرده‌اند که برای احتراق سوخت به فشرده‌سازی هوا نیاز ندارد. این توربین در آزمایش‌های اخیر توانست ۳۰۳ ثانیه به‌طور مداوم کار کند در حالی که نمونه مشابه توسعه‌یافته توسط ناسا پیش‌تر رکورد ۲۵۰ ثانیه را ثبت کرده بود.

در این آزمایش‌ها پژوهشگران علاوه بر ثبت رکورد زمان عملکرد موفق شدند برق نیز از این توربین هیدروژنی تولید کنند؛ موضوعی که می‌تواند مسیر تازه‌ای برای توسعه منابع انرژی پاک در آینده باز کند.

کاهش اتلاف انرژی در توربین‌ها

توربین‌های گازی متداول که در نیروگاه‌ها یا موتور هواپیما‌ها استفاده می‌شوند بر اساس چرخه برایتون کار می‌کنند. در این فرایند هوا ابتدا وارد توربین شده و پس از فشرده‌سازی با سوخت مخلوط و سپس در دمای بالا سوزانده می‌شود.

با این حال این فرآیند انرژی قابل توجهی مصرف می‌کند.

به گفته دانیل بانوتی، مدیر مؤسسه فناوری انرژی حرارتی و ایمنی در KIT حدود ۵۰ درصد توان یک توربین گازی صرف فشرده‌سازی هوا می‌شود؛ انرژی‌ای که در نتیجه برای تولید برق در دسترس نخواهد بود. به همین دلیل پژوهشگران به دنبال روش‌هایی هستند که بدون نیاز به کمپرسور بتوانند بازده توربین‌ها را افزایش دهند.

فناوری احتراق با افزایش فشار

راهکار پیشنهادی پژوهشگران استفاده از فناوری احتراق با افزایش فشار است. در این روش موج‌های انفجاری داخل محفظه احتراق فشار بالایی ایجاد می‌کنند و دیگر نیازی به کمپرسور‌های مکانیکی نیست. حذف این بخش‌ها علاوه بر کاهش قطعات متحرک می‌تواند کارایی سیستم را نیز افزایش دهد.

ثبت رکورد جدید

پژوهشگران KIT طی چند سال گذشته روی این توربین کار کرده‌اند. در آزمایش‌های اولیه دستگاه تنها برای کسری از ثانیه کار می‌کرد، زیرا احتمال ذوب شدن محفظه احتراق وجود داشت، اما در آزمایش جدید این توربین توانست بیش از پنج دقیقه (۳۰۳ ثانیه) به‌طور پایدار کار کند و رکورد قبلی ناسا را بشکند.

در این پروژه از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده شد هرچند این توربین می‌تواند با گاز‌های دیگر نیز کار کند. پژوهشگران تاکید دارند که هیدروژن به دلیل واکنش سریع و ایجاد افزایش فشار پایدارتر گزینه مناسب‌تری است. علاوه بر این تولید هیدروژن با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر امکان‌پذیر است و از این نظر گزینه‌ای پایدار محسوب می‌شود.

گامی به سوی انرژی پاک‌تر

تیم تحقیقاتی همچنین برای نخستین بار موفق شد به‌طور مستقیم از این توربین برق تولید کند. به گفته بانوتی انتقال پایدار انرژی در چنین شرایطی بسیار دشوار است زیرا فرآیند‌های احتراق در محفظه با سرعت و شدت بسیار بالا رخ می‌دهند.

به باور پژوهشگران این فناوری می‌تواند مسیر توسعه سیستم‌های انرژی هیدروژنی بسیار کارآمد و انعطاف‌پذیر را هموار کند و به شکل‌گیری سامانه‌های انرژی بدون سوخت‌های فسیلی کمک کند.

قرار است نمونه این توربین بدون کمپرسور در نمایشگاه صنعتی Hannover Messe که از ۲۰ تا ۲۴ آوریل ۲۰۲۶ در آلمان برگزار می‌شود، به نمایش گذاشته شود.

انتهای پیام/