Crédit :CC0 Domaine public
Une façon de réduire la honte du vol peut résider dans un anneau de flammes. Et dans le gaz qui est généré dans une dépendance.
Le monde entier est impatient d'avoir un moyen de voler plus respectueux de l'environnement. Alors que certaines personnes essaient de recouvrir les toits des avions de cellules solaires ou de remplir les réservoirs de carburant avec de l'huile de friture usagée, le chercheur Nicholas Worth de NTNU étudie un anneau de flammes à hauteur de millions d'euros de l'UE.
Moins polluer
Les recherches de Worth pourraient permettre de réduire les émissions polluantes des moteurs d'avions actuels ou de rendre les carburants respectueux de l'environnement plus économiques.
Certaines des particules d'échappement les plus nocives sont les oxydes d'azote. Il s'agit d'un gaz inodore et incolore qui se forme lorsque les moteurs brûlent à haute température. Ce type de pollution peut déclencher des problèmes de fonction pulmonaire chez les personnes asthmatiques. Au pire, il peut déclencher l'asthme. Le diesel émet plus de ce type de pollution que l'essence. Les voitures électriques n'émettent rien. Les avions émettent beaucoup.
Beaucoup de pollution dans les aéroports
"Vous trouverez beaucoup de ces fumées dans les aéroports. En plus de cela, vous avez des émissions de gaz à effet de serre qui proviennent de la combustion du carburant lui-même, " Ça vaut la peine de dire.
Alors que certaines personnes pensent que les émissions de gaz à effet de serre des avions représentent deux pour cent des émissions mondiales, d'autres pensent que le chiffre est supérieur à dix pour cent. Peut-être que personne ne peut donner un chiffre exact, mais vu d'un point de vue individuel, les vols sont une source d'émissions élevées par personne.
Pour comprendre comment un anneau de flammes peut conduire à un transport aérien plus écologique, nous devons faire un petit plongeon dans un moteur d'avion.
Avion propulsé par une forme de paraffine
Les avions ont un moteur à turbine à gaz alimenté par de l'essence d'aviation. Ceci est dérivé du pétrole et, grandement simplifié, peut être appelée huile de lampe, paraffine ou kérosène. C'est facile à allumer, fonctionne très bien et n'est pas très écologique.
C'est exactement là qu'intervient le travail de Worth.
Qu'un avion soit propulsé ou non par de l'huile de lampe, hydrogène, essence d'aviation ou huile de cuisson, les gaz qui sont produits lorsqu'il est brûlé à haute température sont ce qui crée de l'énergie et de la pression pour soulever l'avion.
Dans le moteur d'avion, le combustible est brûlé dans une chambre de combustion annulaire contenant un certain nombre de flammes individuelles.
Les flammes instables utilisent plus d'essence
La forme de la chambre peut faire changer de forme les flammes qui consomment le combustible, clignote plus, ou devenir complètement instable. Dans le langage de la physique, c'est ce qu'on appelle l'instabilité thermoacoustique.
Les flammes qui deviennent instables feront plus de bruit, et les ondes sonores créées affecteront les autres flammes de la chambre. Cela rend plus difficile la conception de moteurs d'avion à faibles émissions que de fortes émissions.
À ce jour, le processus d'étude d'une flamme a été fait une flamme à la fois. Par contre, Mérite des études entre 12 et 18 flammes dans un anneau, dans une variété de chambres de combustion et avec divers types de combustibles tels que le gaz méthane, l'hydrogène et l'ammoniac.
"Les chambres de combustion sont de toutes tailles. Dans les hélicoptères, ils sont petits, dans les jets, ils sont gros et dans les centrales électriques énormes. Jusque là, personne n'a pu prédire si un petit changement dans la chambre entraînerait un changement pour l'ensemble du moteur. Ou comment les flammes dans la chambre changent à mesure que le carburant change, " dit Worth.
Percée internationale
Worth a déjà obtenu des résultats. Son travail est considéré comme une percée internationale, et pourrait être déterminant pour savoir si les motoristes peuvent développer de nouveaux moteurs à faibles émissions de gaz à effet de serre et d'oxydes d'azote.
"Avoir une compréhension de base de la physique de l'instabilité créée par les flammes est nécessaire pour pouvoir développer des outils pour les contrôler, et éviter l'instabilité lors de la conception des moteurs. L'essence d'aviation brûle dans un sens, alors que l'hydrogène brûle d'une manière complètement différente. Comprendre cela facilitera la conception de moteurs pouvant brûler différents types de carburant, par exemple. Cela se traduira par moins de pollution de l'échappement, " Ça vaut la peine de dire.
Yara l'un des plus grands fabricants mondiaux
L'hydrogène est un gaz qu'il est créé à partir de l'eau, et plusieurs chercheurs le considèrent comme la meilleure alternative pour un carburant respectueux de l'environnement car il peut être produit et utilisé entièrement sans émissions de gaz à effet de serre. Valeur, d'autre part, estime que l'ammoniac peut avoir encore plus de potentiel que l'hydrogène comme carburant pour les moteurs à turbine à gaz.
Les moteurs alimentés au gaz brûlent leur carburant dans une chambre. Autrefois, les chercheurs ont étudié la combustion dans ces chambres en étudiant des flammes individuelles, pas un nombre de flammes dans une chambre, comme cela est courant dans les applications du monde réel. Nicholas Worth à NTNU étudie 12 ou 18 flammes dans une chambre circulaire. Crédit :NTNU
L'ammoniac est un gaz incolore qui constitue la base de la production moderne d'engrais. C'est aussi le gaz qui se forme lorsque l'urine est laissée debout, comme dans une dépendance.
"L'ammoniac est plus facile à transporter, plus facile à stocker, et moins de pression est nécessaire pour le convertir en forme liquide que l'hydrogène. L'ammoniac brûle également plus lentement que l'hydrogène, " Ça vaut la peine de dire.
La société norvégienne Yara fait partie des plus grands fabricants mondiaux d'ammoniac. L'État norvégien est le principal actionnaire de Yara.
« Les recherches menées à NTNU permettront de réduire les émissions de polluants des moteurs d'avions, et permettra une plus grande flexibilité du combustible pour les turbines à gaz fixes utilisées pour la production d'électricité, " La valeur a dit.
Une grande partie des émissions de gaz à effet de serre de la Norvège provient des centrales électriques au gaz sur les plates-formes pétrolières offshore. Ce gaz naturel est un combustible fossile.
« Si l'on utilisait de l'ammoniac ou de l'hydrogène à la place du gaz naturel, alors ce serait un excellent moyen de réduire les émissions de gaz à effet de serre de la Norvège, " La valeur a dit.
Toujours en utilisant de vieilles technologies qui polluent
Edgar Hertwich est professeur à NTNU et à l'Université de Yale aux États-Unis. Il dit que les technologies dont nous avons besoin pour réduire les émissions sont déjà disponibles. Néanmoins, les industries continuent d'investir dans des technologies qui brûlent des combustibles fossiles.
En vertu de la politique actuelle, la température augmentera de trois degrés en 2100 à quatre degrés sans rien faire, il a dit. Le monde doit réduire ses émissions beaucoup plus rapidement et viser zéro émission d'ici 2040 au lieu de 2060, si on veut limiter le chauffage à 1,5 au lieu de 2 degrés.
« Les véhicules électriques sont devenus un succès, et dans certains endroits, l'énergie solaire est compétitive par rapport aux combustibles fossiles. La réduction des coûts de l'éolien offshore en dehors du Royaume-Uni a été étonnamment rapide. Malgré tout cela, CO
"Les nouvelles technologies n'aideront pas si nous n'utilisons pas l'opportunité de nous éloigner des anciennes. C'est un paradoxe que les énergies fossiles reçoivent toujours plus de subventions que les énergies renouvelables."
