Серия экспериментов в невесомости показала перспективы железного топлива на Земле и на Луне

В серии полетов на ракетах‑зондах, запущенных из Швеции, группа учёных из Университета Макгилла в Канаде и Технологического университета Эйндховена в Нидерландах исследовала горение железного порошка в невесомости. Учёные хотели узнать больше о дискретном горении, при котором пламя не сжигает топливо непрерывно, а переходит от одного источника к другому.

Эта форма горения практически не встречается в природных условиях, но примером могут служить бенгальские огни, обычно зажигаемые в канун Нового года, хотя там имеет место другой химический процесс. Сжигание железной пыли в экспериментах с полетами ракет позволяло частицам железа плавать в условиях невесомости и незаметно воспламеняться. Высокоскоростные камеры запечатлели этот процесс и помогли исследователям лучше понять явление, в результате чего компьютерные модели показали идеальные условия для сжигания железного топлива на Земле.

Благодаря новому пониманию, ставшему возможным благодаря исследованиям в отсутствии гравитации, стало возможным строить эффективные и практичные печи для сжигания железа.

Преимущество сжигания железного порошка состоит в том, что в отличии от углеродосодержащего топлива, остаточный продукт после сгорания представляет собой оксид железа, более известный как ржавчина. Углекислый газ не образуется (горящее железо вообще не выделяет вредных газов), а ржавчину можно легко собрать.

Ржавчину можно даже обработать, чтобы удалить кислород и вернуть её в состояние железа при помощи водорода. Производство железа путём переработки ржавчины уже является частью промышленных процессов существующих отраслей. В настоящее время этот процесс работает на ископаемом топливе, но разрабатываются устойчивые альтернативы. Используя электричество из альтернативных источников, железо в качестве топлива может стать замкнутым, бесконечно перерабатываемым накопителем энергии.

Демонстрационная установка мощностью 1 МВт, использующая железную пыль в качестве топлива уже запущена и работает в Буделе, недалеко от Эйндховена, Нидерланды, а несколько стартапов уже используют это безуглеродное топливо для электроснабжения заводов и промышленных процессов.

Металлическое топливо может стать решением для обеспечения энергией лунных станций. Используя солнечную энергию, можно производить водород и кислород из лунного льда. Водород можно использовать для преобразования лунной пыли с высоким содержанием железа и титана в воду и железный порошок. Металлические порошки и кислород из водяного льда можно использовать в качестве топлива, а полученную в процессе воду можно использовать даже в качестве питьевой воды.

Сейчас этот процесс может показаться научной фантастикой, но не нужно забывать, что идея использования железа в качестве источника топлива на Земле возникла всего десять лет назад.