Phần lớn giao thông vận tải nói những ngày này xoay quanh việc tìm kiếm những cách hiệu quả hơn để cung cấp nhiên liệu cho xe của chúng tôi, vì lý do rõ ràng. Cuối cùng, nhiên liệu hóa thạch sẽ hết, và chúng ta cần phải có một sự thay thế tại chỗ rất lâu trước khi chúng ta đạt đến điểm đó. Như không khí soái Ý Giulio Douhet được trích dẫn khi nói rằng vào năm 1928, "Chiến thắng tỏa sáng khi những người dự đoán những thay đổi trong các nhân vật của chiến tranh, không khi những người chờ đợi để thích ứng với mình sau khi thay đổi xảy ra."
Thật kỳ lạ, mặc dù cuộc trò chuyện phát triển bền vững là mối quan tâm hàng không thương mại đã không tăng lên cùng một mức độ khả năng hiển thị như nó có liên quan đến xe ô tô, mặc dù tác động đến ngành công nghiệp hàng không. Một số cuộc thảo luận đã xảy ra liên quan đến khả năng tồn tại của hàng không chuyển đổi thành một hình thức xanh hơn nhiều thông qua việc sử dụng nhiên liệu sinh học và một số nguyên mẫu (ở cả cấp độ hàng không nói chung và thương mại) đã bay, nhưng còn rất nhiều để được nhìn thấy và thực hiện trong vấn đề này. Không nghi ngờ gì, sự gia tăng đáng kể chi phí nhiên liệu trong vài năm qua đã được một động lực chính trong sự leo thang của tiết kiệm nhiên liệu (hàng không) và tính bền vững từ một vấn đề đằng sau-the-back-burner để một ưu tiên lớn.
Khi nhìn vào các vấn đề nhiên liệu thay thế và hàng không, một số mối quan tâm chính thống trị các cuộc thảo luận: mật độ năng lượng (thể tích và trọng lực quan điểm), công nghệ lưu trữ / yêu cầu, cơ sở hạ tầng sản xuất / vận chuyển, và tính sẵn sàng. Tôi đã không được liệt kê vấn đề môi trường ở đây chủ yếu bởi vì nhiên liệu vẫn còn phải giải quyết những vấn đề trong thực tế, không có vấn đề nó có thể là thân thiện với môi trường.
Năng lượng Mật độ:
Năng lượng là các trình điều khiển cho tất cả mọi thứ mà chúng ta làm, từ di chuyển cơ thể của chúng tôi để đi vào không gian, mà không nghi ngờ gì nữa, nó là nhân tố trung tâm thuận lợi cho xã hội công nghệ hiện đại của chúng tôi. Nguyên năng lượng không phải là yếu tố duy nhất có giá trị xem xét, mặc dù. Cũng như quan trọng là số tiền của không gian một số lượng nhất định năng lượng có (mật độ năng lượng thể tích của nó) và làm thế nào nó quần chúng (mật độ năng lượng trọng lực của nó). Một nguồn năng lượng lý tưởng cả hai sẽ tạo ra rất nhiều năng lượng và chiếm ít không gian, hoặc cân nặng ít nhất có thể. Hình 1 là một biểu đồ phân tán trọng lực và mật độ năng lượng thể tích của 24 loại nhiên liệu khác nhau. Một cái nhìn vào biểu đồ cho thấy rằng không có nhiên liệu phổ biến mà cực kỳ hiệu quả của cả hai đặc điểm. Hydro là một nhiên liệu lý tưởng từ một quan điểm quần chúng, nhưng khối lượng không gian nó chiếm làm cho nó không thực tế trong nhiều trường hợp. Ngược lại, xăng dầu là một nghệ sĩ biểu diễn giữa-of-the-đường với số điểm trung bình trong cả hai loại.
Đối với một số ứng dụng, khối lượng là quan trọng hơn khối lượng (hoặc ngược lại), trong ngành hàng không, cả hai trọng lượng và khối lượng là mối quan tâm quan trọng, do đó, nhiên liệu, cân bằng cả hai mật độ năng lượng là một thỏa hiệp tốt hơn. Những mật độ năng lượng lần lượt ảnh hưởng đến phạm vi, khả năng tải trọng, tốc độ tối đa, và đặc điểm hiệu suất khác. Hình 2 cho thấy rằng, mặc dù hydrogen có thể khối lượng ít, các nhiên liệu khác tấn công tốt hơn của một sự cân bằng khối lượng / khối lượng.
Lưu trữ yêu cầu:
Để được sử dụng bất kỳ nhiên liệu đã được thực hiện, nếu các yêu cầu vận chuyển nhiên liệu quá nặng nề, sau đó nhiên liệu sẽ không được thực tế, bất kể nó có thể có một mật độ năng lượng cao như thế nào. Hydrogen là một trường hợp tại điểm. Các lý do mà rất nhiều hydrogen lưu trữ R & D được hiện đang được thực ra là vì các khối lượng mà hydro có lên dưới mọi hình thức, mặc dù nó có 1 khối lượng rất thấp, mật độ của nó là như vậy thấp mà yêu cầu của khối lượng là cấm (ví dụ, mật độ năng lượng của xăng là ba lần cao hơn trên một đơn vị khối lượng hơn so với hydro lỏng, và nó không cần phải được cách điện).
Công nghệ & cơ sở hạ tầng:
Mặc dù hầu hết mọi người không nghĩ về nó thường xuyên, cơ sở hạ tầng là nền tảng của tất cả các ngành công nghiệp nếu bạn không thể vận chuyển các nguồn lực, giao tiếp hiệu quả, hoặc nhận được sức mạnh điện, bạn không thể hoạt động đầy đủ trong xã hội hiện đại. Thay đổi hơn các loại nhiên liệu mới là đôi khi dễ dàng, như trong trường hợp ethanol và diesel sinh học sử dụng trong xe ô tô, những thay đổi này vẫn có thể hưởng lợi từ công nghệ hiện có và mạng lưới. Hydrogen yêu cầu sản xuất độc đáo, lưu trữ và mạng lưới giao thông vận tải, trong khi nhiên liệu sinh học hàng không có được tinh chế từ nhiên liệu sinh học thông thường. Hỗ trợ các công nghệ sau này đại diện cho một đầu tư đáng kể nhiều hơn nữa ban đầu, mặc dù phần thưởng tiềm năng dài hạn của chi phí nhiên liệu thấp hơn, dưới tác động môi trường, tăng trưởng việc làm, và an ninh năng lượng lớn hơn được cho là nhiều hơn giá trị đầu tư.
Sẵn có:
Của mối quan tâm quan trọng cho hàng không là vấn đề sẵn có. Không chỉ một loại nhiên liệu phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và được thực hiện từ một quan điểm và cơ sở hạ tầng công nghệ, nó cũng phải có khối lượng cần thiết để giữ cho ngành công nghiệp avaiation chạy trơn tru. Hình 3 cho thấy Mỹ dầu lửa hàng không (nhiên liệu phản lực) giao hàng trong hàng ngàn lít mỗi ngày. Trong thập kỷ qua, trung bình sử dụng đã được khoảng 40 triệu lít / ngày, một số không có nhiên liệu thay thế được vị trí để phù hợp trong tương lai ngay lập tức.
Với tất cả những yếu tố này, các ứng cử viên hứa hẹn nhất là những gì?
• Khung kim loại hữu cơ: Liên quan đến buckyball, các hợp chất này tận dụng lợi thế của một diện tích bề mặt rất lớn để liên kết hydro. Gần đây, một nỗ lực hợp tác nghiên cứu giữa trường Đại học Maryland, CalTech, và NIST đã chứng minh một khái niệm lưu trữ hứa hẹn sẽ cho phép lưu trữ với mật độ tốt hơn so với hydro rắn ở nhiệt độ cao như hydro lỏng. Nếu thành công, các hợp chất này sẽ khắc phục những nhược điểm nghiêm trọng nhất
• Nhiên liệu sinh học: Nhiều nhóm nghiên cứu được báo cáo thành công trong việc sử dụng nhiên liệu sinh học như là một cơ sở để tạo ra nhiên liệu máy bay phản lực, một số thành công nhất cho đến nay liên quan đến cây dầu mè (một loài cỏ dại mọc ở vùng nhiệt đới) và este methyl đậu nành. Cho đến nay, những rào cản lớn nhất để được xóa bao quanh việc thực hiện ở nhiệt độ thấp kém của những nhiên liệu này. Tuy nhiên, ngay cả khi chỉ là một phụ gia nhiên liệu máy bay phản lực truyền thống, họ sẽ cung cấp một số giảm giá vô cùng cần thiết cho ngành công nghiệp.
