スキップしてメイン コンテンツに移動

グラフェンが、ロケットや探査用宇宙船の未来の燃料になる可能性

 


アメリカのインディアナ州パデュー大学のモーリス・J・ズクロウ研究所では、グラフェンを宇宙船の動力源として使用する新しい推進剤の処方法を開発しています。パデュー大学は、世界で初めて航空工学を取り入れた大学です。

この研究では、ロケットや宇宙船の燃料に使用される固体推進剤の燃焼率を高めることに成功しています。

Qiao氏が率いる研究チームでは、固体燃料を高導電性で多孔質のグラフェン発泡体に担持した組成物の製造方法とその使用方法を開発し、担持された固体燃料の燃焼率を向上させました。

また、グラフェンフォーム構造は高温でも熱的に安定であり、再利用が可能です。開発した組成物は、燃焼率と再利用性を大幅に向上させることができました。

Qiao氏によると、グラフェンフォームは超軽量で多孔質であるため、固体推進剤に適しており、科学者がロケット打ち上げの着火を助けるために燃料を注ぐことができる多くの穴が開いています。

グラフェンフォームは3次元の相互接続構造になっており、熱が素早く拡散して推進剤に着火するための効率的な熱輸送経路を実現しています。

「私たちの特許技術は、超音速などの分野では特に重要な高性能を提供します」「私たちのテストでは、機能化されたグラフェンフォーム構造を使用した場合、燃焼率が通常の9倍に向上することが示されました」とQiao氏は述べています。

Qiao氏によると、パデュー大学の発泡グラフェンの発見は、エネルギー変換装置やミサイル防衛システムなど、ナノ材料を特定の成果に合わせて調整することが役立つ他の分野にも応用できるという。

New hybrid energy method could fuel the future of rockets, spacecraft for exploration

ラベル:

コメント

コメントを投稿

このブログの人気の投稿

グラフェンの注目のアプリケーション2015年⇒2020年

  グラフェンの応用製品にも時代によって、変わってきています。 Graphene-infoの記事を参考にしたトップ10ランキング 　　　2015年　　　　　　⇒　2020年 エレクトロニクス　　⇒　医療 センサー　　　　　　⇒　センサー 電池　　　　　　　　⇒　電池 医療　　　　　　　　⇒　複合材料 複合材料　　　　　　⇒　自動車用途 スーパーキャパシタ　⇒　コーティング コーティング　　　　⇒　スーパーキャパシタ ３Dプリンター　　　⇒　熱伝導 太陽電池　　　　　　⇒　インク ディスプレイ　　　　⇒　エレクトロニクス
コメントを投稿
続きを読む

グラフェンのコンクリートへ添加剤としての性能評価

科学論文によるグラフェン添加剤の性能検証 （ Posted By  Graphene Council , Monday, August 10, 2020 ） セメントモルタルやコンクリートの圧縮強度を向上させるために、アスペクト比の高いグラフェンプレートレットの重要性が確認されたことが、主要大学による新たな論文で明らかになりました。 アデレード大学が主導したこの研究では、First Graphene Ltd.が供給する高性能のPureGRAPH®添加剤を調査に使用しました。モルタルでは0.02%w/w、コンクリートでは0.01%w/wに相当する非常に低い添加量で、圧縮強度34.3%、曲げ強度38.6%の向上を記録しました。 研究者らは、プリスティングラフェン（PRG）粒子のアスペクト比が高くなるにつれて性能が向上することを観察し、ファーストグラフェン独自の電気化学プロセスで製造されたPureGRAPH®製品がセメントの性能を向上させるための理想的な候補であることを示しました。 研究者は、"本研究の結果から、プリスティングラフェンは、セメント複合材料の現在の欠点を改善するための建築材料への実用化において有望な添加剤であるだけでなく、セメント複合材料に使用されるセメント量の削減をサポートするための実現可能なオプションであり、大気中へのCO2フットプリントとCO2排出量を削減できる可能性があることを示している "と結論付けています。 Influence of pristine graphene particle sizes on physicochemical, microstructural and mechanical properties of Portland cement mortars  
コメントを投稿
続きを読む

高効率スーパーキャパシタ用グラフェンハイブリッド材料

ミュンヘン工科大学（TUM）のローランド・フィッシャー教授（無機・金属有機化学）との共同研究チームは、高効率のスーパーキャパシタを開発しました。このエネルギー貯蔵デバイスの基礎となるのは、現在利用されている電池と同等の性能データを持つ、新しく強力で持続可能なグラフェンハイブリッド材料です。 このハイブリッド材は、エネルギー貯蔵デバイスの正極として機能します。研究者たちは、チタンと炭素をベースにした実証済みの負極と組み合わせています。 この新しいエネルギー貯蔵デバイスは、最大73Wh/kgのエネルギー密度を達成しており、これはニッケル水素電池のエネルギー密度とほぼ同等であるだけでなく、16kW/kgの電力密度で他のほとんどのスーパーキャパシタよりもはるかに優れた性能を発揮します。 グラフェンハイブリッドの性能の決め手は、大きな比表面積と制御可能な細孔サイズ、そして高い導電性です。「この材料の高性能は、微多孔性MOFと導電性グラフェン酸の組み合わせに基づいています」と、筆頭著者のJayaramulu Kolleboyina氏は説明します。 「優れたスーパーキャパシタには、大きな表面が重要です。それは、材料内にそれぞれ多数の電荷キャリアを集めることを可能にします」。 研究者らは、巧みな材料設計により、グラフェン酸とMOFを連結するという偉業を成し遂げています。得られたハイブリッドMOFは、1グラムあたり900平方メートルという非常に大きな内面を持ち、スーパーキャパシタの正極として高い性能を発揮します。 しかし、新材料の利点はそれだけではありません。化学的に安定したハイブリッドを実現するには、成分間の強い化学結合が必要です。この結合は、明らかにタンパク質のアミノ酸間の結合と同じであるとフィッシャー教授は言う。「実際、我々はグラフェン酸とMOF-アミノ酸を接続し、一種のペプチド結合を作り出しているのです」。 ナノ構造成分間の安定した結合は、長期的な安定性という点で大きなメリットがあります。結合が安定していればいるほど、性能を大きく損なうことなく、より多くの充放電サイクルが可能になります。 比較のために。従来のリチウムアキュムレータの耐用年数は約5,000サイクルです。TUMの研究者が開発した新しいセルは、10,000サイクル後も90%近くの容量を維持しています。 Powerf...
コメントを投稿
続きを読む