Väteflammor kan föröka sig även med mycket lite bränsle, inom förvånansvärt smala luckor och kan sträcka sig att bryta upp i fraktala mönster. Det är det oväntade fysiska beteendet för denna gas när den brinner, som har upptäckts av ett vetenskapligt team som leds av forskare från Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). Dessa resultat kan bidra till att förbättra säkerheten för vätgasdrivna enheter.

Studien, publicerad i den senaste upplagan av tidskriften Fysiska granskningsbrev , beskriver resultaten från experiment som har visat att vätelågor kan överleva under mer extrema förhållanden än man tidigare trott. I denna forskning, ledd av Fernando Veiga, Eduardo Fernández-Tarrazo och Mario Sánchez Sanz, från UC3M Department of Thermal and Fluids Engineering, Daniel Martínez Ruiz från Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Mike Kuznetsov från Karlsruhe Institute of Technology (Tyskland) och Joachim Grune från Pro-Science GmbH (Tyskland) har också deltagit.

"Vår artikel visar att vätelågor kan spridas i mycket trånga utrymmen på en millimeter eller så, skapa en oönskad och farlig situation, "förklarade Fernando Veiga, en av forskarna som har utfört en stor andel av experimentarbetet.

Att använda väte som bränsle kan bidra till att minska koldioxidutsläpp, men lagring och transport kan innebära vissa risker. I den här studien, forskare har empiriskt visat att gasen kan brinna i oväntade situationer. I det syftet, laget testade utspädningar av gasformigt bränsle i ett utrymme som bara var några millimeter brett och fann att vätet kunde brinna stadigt även när dess koncentration bara var 5% i volym.

Fraktala strukturer

Väteflammor är nästan osynliga för blotta ögat och avger mycket lite strålningsvärme, vilket gör dem svåra att upptäcka. Att göra så, forskarna använde en speciell metod för att spåra deras rörelse och en höghastighetskamera för att spåra flamornas väg under deras utbredning. De bekräftade att de bildar en fraktal väg när de sprider sig, det är, de antar en geometrisk form vars grundstruktur upprepas på olika skalor. "Videoinspelningen avslöjar denna fraktala väg, vilket exakt låter lågan effektiv tillgång till nytt bränsle när det brinner, "Mario Sánchez Sanz påpekade.

Väte utgör en ren och effektiv energikälla, och som sådan, energiproduktionsteknik baserad på dess användning kommer att öka avsevärt inom en snar framtid. Följaktligen, "deras design och säkerhetsprotokoll måste ta hänsyn till dessa nya sätt att sprida sig, "observerade Daniel Martínez Ruiz, professor vid ETSI Aeronáutica y del Espacio (The School of Aeronautics and Space Engineering) vid UPM.

Dessa resultat kan vara användbara för ingenjörsteam som konstruerar vätelagringssystem, som måste ta hänsyn till dess extrema brandfarlighet, även i mycket trånga utrymmen. Vätebränsleceller används som energikälla i bilar och motorcyklar, till exempel. "Ett vätgasläckage och dess ackumulering i ett begränsat utrymme kan leda till dessa typer av lågor, "tillade Mario Sánchez Sanz.

Enligt forskarna, fler studier av denna typ behövs för att bedöma säkerheten i förhållande till läckage i vätgasdrivna fordon och andra relaterade anordningar. Framför allt, inom dagens sammanhang med behovet av att minska utsläppen av växthusgaser och bekämpa klimatförändringar, det verkar nödvändigt att påskynda utveckling och användning av vätebaserad energiteknik.