Создание микродвигателя внутреннего сгорания возможно

Ученые из Ярославского филиала Физико-технологического института РАН (ЯР ФТИАН) и Ярославского государственного университета имени П.Г. Демидова изучают механизм спонтанной реакции между водородом и кислородом в нанопузырьках, образованных путем электролиза воды при комнатной температуре. Принципиальное понимание этого процесса позволит построить быстрый и сильный микродвигатель. Работа ученых опубликована в журнале Scientific Reports. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).

«Для ноутбуков и прочих мобильных устройств мы используем электрохимические батареи, в которых запасено энергии в десятки раз меньше, чем в любом автомобильном топливе того же объема. Почему же мы не применяем микродвигатели внутреннего сгорания для гаджетов? Фундаментальная проблема в том, что реакции горении гаснут в малых объемах из-за быстрого ухода тепла. В нашем проекте мы предлагаем решение этой проблемы», — комментирует руководитель гранта РНФ, кандидат физико-математических наук Виталий Световой.

В своей работе ученые наблюдали горение водородно-кислородной смеси в микропузырьках (размером 40 микрон), которые образуются путем слияния нанопузырьков при специальном режиме электролиза воды. Этот процесс горения, протекающий при комнатной температуре, имеет взрывной характер и сопровождается ясно слышимым звуком. Механизм этой спонтанной реакции в нанопузырьках пока точно не установлен, однако ученые в своей работе детально изучают этот процесс. Исследователи связывают возможность горения с поверхностью, роль которой возрастает для малых объемов.

«Конечная цель нашего проекта — создание компактного, но обладающего достаточной удельной мощностью микронасоса, который может служить двигателем, например, для анализа крови на микрочипах или подобных устройствах медицинской направленности. Не в каждом медицинском кабинете или в полевых условиях имеется компрессор, позволяющий нагнетать давление. Энергию взрыва пузырьков в рабочей камере насоса можно использовать для толкания жидкости по микроканалам. Прототип такого насоса представлен на рисунке, где кадр из скоростного видео (на врезке слева) показывает как взрыв вытеснил всю жидкость из рабочей камеры насоса», — объясняют ученые.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.