空间站实验超临界水技术:没有火焰的燃烧!

首页 > 微信那些事 > 知识技巧

时间:2017-10-29 22:07:57 来源:知识技巧 作者:二维码微分享 || 7929

当消防队员们试图扑灭火焰时,他们会用水枪。然而国际空间站上的宇航员们却正在进行着一项完全相反的实验——他们尝试用水来点火,而不是灭火。美国宇航局设在俄亥俄州的格林研究中心研究员麦克·希克斯(Mike Hicks)表示:“我们将其称作超临界水,它拥有一些非常不同寻常的特点。”

  当消防队员们试图扑灭火焰时,他们会用水枪。然而国际空间站上的宇航员们却正在进行着一项完全相反的实验——他们尝试用水来点火,而不是灭火。

美国宇航局设在俄亥俄州的格林研究中心研究员麦克·希克斯(Mike Hicks)表示:“我们将其称作超临界水,它拥有一些非常不同寻常的特点。”


9c6d80c1b3bea1b2bb6a415be87439aa.png


    当将压强增加到217个大气压并同时加热至373摄氏度时,水便会达到超临界态。当水超过所谓超临界点时,普通的H2O分子会转变为一种奇异的状态,它不是固态,不是液态也不是气态,它更像是某种“液体般的气体”。希克斯表示:“当超临界水与有机物混合,就会发生化学反应——氧化,类似一种没有火焰的燃烧过程。”


    这种特性有什么用呢?当你想处理掉某些讨厌的东西的时候,比如家里的垃圾,你就会想到它的好处。拥挤繁忙的大城市,农场,海上的巨轮,还有空间中的载人飞船,这些特殊的地方则更加需要这项技术带来的便利。


0d6e0a06d1d6a8ce8be0835d5ef71c90.png


    希克斯表示:“当我们将加水的废弃物加温加压至临界点以上,超临界水就会打断这些碳氢化合物的分子链。随后它们便与氧气发生反应。”换句话说,这些黏糊糊的垃圾“燃烧”起来了。他说“这是处理废弃物相对较为洁净的方式,其产物只有纯水和二氧化碳气体,而传统的焚烧处理方式则会产生很多有害物质和气体,对环境造成危害。”


    但这项技术与国际空间站之间又是什么关系呢?希克斯解释说:“国际空间站提供了一个开展微重力条件下超临界水实验的理想环境。”


b4c11975b95b6be980550fceafaa1582.png


    超临界水研究中的一个问题就是盐分的处理。在临界点之上,任何溶于水中的盐分都会迅速析出。如果这发生在反应炉中,那金属的反应炉内壁就会被一层盐层覆盖,这将严重腐蚀容器。希克斯表示:“对于任何一种待处理的废弃物,我们都必须认真研究如何应对这些盐分的问题。这是一项严重的技术障碍。”


    事实上,研究如何处理废弃物中的盐分也正是由美国宇航局(NASA)与法国国家航天局(CNES)之间合作在国际空间站上开展的一项名为“超临界水混合实验”的最终目的。

 

32ced0a9318cd77db0f2c68ec184156c.png

    希克斯说:“在超临界水研究中,重力会造成复杂的问题。而在国际空间站上则可以摆脱重力的影响,从而专注于从非常本质的角度研究盐分是如何从超临界体中析出的。”希克斯是这项研究的首席科学家。他说:“事实上我们甚至有可能研究出如何从中排除这些盐分干扰的方法。”


    这项实验借助法国研制的DECLIC设备进行,该设备安装在国际空间站终端附近的日本实验舱段(JEM)内。


    这项实验的结果将具有现实意义。美国海军已经开始应用超临界水技术在其部分船舰上进行废水处理,而美国奥兰多市则开展了利用超临界水技术来处理城市垃圾的尝试。不过,正如希克斯所言:“我们才刚刚开始。”


本文来自微信群
返回首页