Ανάπτυξη βιώσιμου καυσίμου με την ομάδα Fast
Τα αυτοκίνητα που κινούνται με ηλεκτρική ενέργεια, σαν εναλλακτική στην παραδοσιακή βενζίνη, έχουν γίνει mainstream χάρη στη δημοτικότητα των υβριδικών μοντέλων όπως το Toyota Prius και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα όπως το Tesla Model S.Και είμαστε πολύ κοντά στο να δούμε πιο προηγμένες τεχνολογίες όπως τις κυψέλες καυσίμου υδρογόνου που εισάγονται σε οδικά οχήματα. Αλλά η ομάδα Fast δουλέυει ήδη στο επόμενο βήμα του βιώσιμου καυσίμου: το φορμικό οξύ.
Η ομάδα FAST (Formic Acid Sustainable Transportation) είναι μια πολυεπιστημονική ερευνητική ομάδα που ιδρύθηκε από μαθητές του Πολυτεχνείου του Αϊντχόβεν στις Κάτω Χώρες. Ο στόχος της ομάδας FAST είναι να αναπτύξει το φορμικό οξύ ως το μέλλον των βιώσιμων καυσίμων, μια εναλλακτική λύση βενζίνης που θα μπορούσε να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα όχι μόνο με τα αυτοκίνητα αλλά με όλους τους τρόπους μεταφοράς.
Έχουν επιτυχώς αποδείξει το σχέδιο τους αυτό τον Ιανουάριο με μία έκδοση ενός μοντέλου 30Watt. Αυτό το μοντέλο κατασκευάστηκε σε χρόνο ρεκόρ απο την ομάδα, χάρη σε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή Ultimaker, που χρησιμοποιήθηκε για πρωτότυπα. Η επιτυχία τους έχει ήδη αποκτήσει διεθνή αναγνώριση και επιχορήγηση 50.000 ευρώ από ένα σημαντικό τεχνολογικό ίδρυμα. Γιατί λοιπόν η ομάδα FAST θέλει να χρησιμοποιήσουμε φορμικό οξύ ως βιώσιμο καύσιμο του μέλλοντος;
Προβλήματα μπαταρίας και καυσίμου
Το πρόβλημα με την τρέχουσα συγκομιδή των ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι ότι λειτουργούν με μπαταρίες, η παραγωγή των οποίων είναι επιζήμια για το περιβάλλον. Δεν είναι επίσης αρκετά ενεργειακά ώστε να επιτρέπουν τη λειτουργία των οχημάτων σε μεγάλη απόσταση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η τεχνολογία κυψελών καυσίμου υδρογόνου θεωρείται η επόμενη τεχνολογική πρόοδος για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Το αέριο υδρογόνου που αποθηκεύεται σε δεξαμενές συνδυάζεται με το οξυγόνο σε μια χημική αντίδραση που παράγει ηλεκτρική ενέργεια και παράγει το νερό ως το μοναδικό απόβλητο υποπροϊόν του. Το αυτοκίνητο εξακολουθεί να λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια, αλλά αποθηκεύει την ενέργεια χρησιμοποιώντας μια πιο φιλική προς το περιβάλλον μέθοδο.
Ωστόσο, το υδρογόνο έχει τα δικά του μειονεκτήματα: είναι δαπανηρό να μεταφέρεται και να αποθηκεύεται και απαιτεί να τοποθετούνται πάνω στο όχημα δεξαμενές υψηλής πίεσης γεμάτες με εύφλεκτο αέριο υδρογόνου. Και ενώ ένα αυτοκίνητο που λειτουργεί με τεχνολογία κυψελών καυσίμου θα είχε μεγαλύτερη εμβέλεια από ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο που τροφοδοτείται με μπαταρίες, η περιοχή αυτή είναι ακόμα αρκετά περιορισμένη σε σύγκριση με ένα παραδοσιακό αυτοκίνητο.
Η δύναμη του φορμικού οξύ
Η ομάδα FAST πιστεύει ότι το φορμικό οξύ – το οποίο πήρε το όνομα του – επειδή τα μυρμήγκια (φορμικά στα λατινικά) την παράγουν – ‘εχει την λύση για αυτά τα προβλήματα. Το φορμικό οξύ είναι ένα υγρό που μπορεί να μετατραπεί σε υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα χάρη σε έναν πρόσφατα ανακαλυφθέντα καταλύτη. Αντί να μεταφέρει αέριο υδρογόνου σε δεξαμενή υψηλής πίεσης, η ομάδα FAST θέλει τα αυτοκίνητα του μέλλοντος να μεταφέρουν κανονικές δεξαμενές καυσίμων γεμισμένες με υγρό φορμικού οξέως. Το οξύ μπορεί στη συνέχεια να μετατραπεί σε υδρογόνο, το οποίο με τη σειρά του χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Επειδή το φορμικό οξύ είναι πολύ πιο πυκνό σε ενέργεια από τις μπαταρίες ή το αέριο υδρογόνου, το εύρος ενός αυτοκινήτου που τρέχει με αυτό το οξύ θα είναι πολύ ανώτερο. Επιπλέον, τόσο οι μπαταρίες όσο και οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου είναι ασυμβίβαστες με την υπάρχουσα παγκόσμια υποδομή μεταφορών για υγρό καύσιμο, η οποία απαιτεί πολύπλοκα ηλεκτρικά φορτιστήρια ή μαζικές δεξαμενές αποθήκευσης γεμάτες με πεπιεσμένο υδρογόνο. Το φορμικό οξύ, από την άλλη πλευρά, θα χρησιμοποιεί απλά την ίδια υποδομή βενζίνης, την οποία γνωρίζουμε ήδη.
Για να το ξεπεράσουμε όλα αυτά, κανένα από τα συστατικά του φορμικού οξέος δεν καταναλώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας. Η ίδια ποσότητα νερού και διοξειδίου του άνθρακα που εξαερίζεται κατά την οδήγηση θα χρησιμοποιηθεί για να δημιουργηθεί η ισοδύναμη ποσότητα νέου φορμικού οξέος, διατηρώντας το καύσιμο εντελώς ουδέτερο σε άνθρακα. Προσθέστε ότι η παραγωγή φορμικού οξέος θα μπορούσε να τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η αιολική ή η ηλιακή ενέργεια και είναι η πλέον βιώσιμη εναλλακτική λύση καυσίμων που βρίσκεται υπό έρευνα.
“Το όραμά μας είναι να κάνουμε το φορμικό οξύ το νέο πρότυπο για βιώσιμες μεταφορές”, λέει η ομάδα, “πιστεύουμε ότι το φορμικό οξύ φέρνει λύσεις σε υπάρχοντα και μελλοντικά προβλήματα. Αυτά τα προβλήματα δεν θα λυθούν με το υδρογόνο ή το ηλεκτρικό αυτοκίνητο, αλλά το φορμικό οξύ διαθέτει ιδιότητες που είναι εγγενώς καλύτερες από τις προηγούμενες επιλογές. ”
Μοντέλο Formauto Junior
l
Η ομάδα FAST ξεκίνησε το 2015 και στοχεύει να ολοκληρώσει ένα μοντέλο εργασίας μέχρι το τέλος του έτους. Ένα τέτοιο φιλόδοξο χρονοδιάγραμμα θα μπορούσε να επιτευχθεί μόνο με τη χρήση των καλύτερων μεθόδων παραγωγής ευέλικτων πρωτοτύπων. Χάρη στον εκτυπωτή Ultimaker , η ομάδα ήταν σε θέση να σχεδιάσει και να εκτυπώσει προσαρμοσμένες βάσεις και εξαρτήματα για το πρωτότυπο τους. Η παραδοσιακή εναλλακτική λύση θα ήταν να περιμένουν μέρες ή ακόμη και εβδομάδες για τα παραγόμενα κομμάτια που θα παραχθούν.
Παρουσίασαν επιτυχώς το μοντέλο που κυκλοφόρησε τον Ιανουάριο του τρέχοντος έτους σε κινητήρα φορμικού οξέος, το Formauto Junior. Το επόμενο στάδιο είναι να παράγει πρωτότυπο 1.000 φορές με ισχυρότερη έκδοση του πρωτοτύπου τους πριν από το τέλος του 2016. Αυτή η έκδοση 30 Kilowatt θα χρησιμοποιεί φορμικό οξύ για να τροφοδοτήσει ένα πραγματικό λεωφορείο δημόσιων μεταφορών για να αποδείξει ότι η τεχνολογία είναι σε θέση να αντέξει σε βαριά- Χρήση καθήκοντος. Και το 2017 η ομάδα θέλει να ταξιδέψει στον κόσμο με το πρώτο αυτοκίνητο που τροφοδοτείται πλήρως με φορμικό οξύ.
Με τόσο φιλόδοξους στόχους είμαστε βέβαιοι ότι ο Ultimaker 2+ της ομάδας Fast θα συνεχίσει να τους βοηθά να προετοιμάσουν το δρόμο για το φορμικό οξύ ώστε να γίνει το κορυφαίο βιώσιμο καύσιμο του μέλλοντος.
