توربین هیدروژنی بدون کمپرسور ۳۰۳ ثانیه کار می کند و رکورد ۲۵۰ ثانیه ناسا را شکست

پژوهشگران مؤسسه فناوری کارلسروهه (KIT) با یک توربین گازی بدون کمپرسور جدید، رکورد زمان کارکرد را ثبت کرده اند. مشعل که دارای فناوری انقلابی احتراق با افزایش فشار بود، به مدت ۳۰۳ ثانیه کار می کرد. این دستاورد نه تنها رکورد قبلی ناسا با ۲۵۰ ثانیه را پشت سر گذاشت، بلکه استانداردهای جدیدی برای استفاده از هیدروژن در تأمین انرژی تعیین می کند که برخلاف گاز طبیعی، می تواند با منابع انرژی تجدیدپذیر تولید شود.

اوایل امسال، پژوهشگران برای اولین بار موفق شدند با توربین گازی هیدروژن و بدون کمپرسور مکانیکی برق تولید کنند. در حالی که آزمایش های قبلی فقط کسری از ثانیه طول می کشید—در غیر این صورت محفظه های احتراق ذوب می شدند—تیم KIT اکنون مدت زمان را به بیش از پنج دقیقه افزایش داده است. پروفسور دانیل بانوتی، مدیر مؤسسه فناوری و ایمنی انرژی حرارتی (ITES) توضیح می دهد: «این گامی مهم به سوی انرژی هیدروژن بسیار کارآمد و انعطاف پذیر برای یک سیستم انرژی بدون فسیلی است.»

مزیت اصلی این فناوری این است که برای فشرده سازی هوا قبل از جرقه زدن انرژی لازم نیست. بانوتی توضیح می دهد: «یک توربین گازی معمولی، مانند آن هایی که در نیروگاه ها یا زیر بال های هواپیما استفاده می شوند، حدود ۵۰٪ از توان خود را برای فشرده سازی هوا به فشار بالای لازم برای احتراق کارآمد مصرف می کنند—برقی که در آن زمان برای تولید برق در دسترس نیست.»

احتراق فشار-بهره جایگزین تراکم مکانیکی می شود

توربین گازی بدون کمپرسور بر اساس اصل احتراق فشار-بهره استوار است. برخلاف توربین های گازی معمولی که حدود نیمی از خروجی خود را برای فشرده سازی هوا نیاز دارند، این سیستم فشار بالای لازم را از طریق امواج انفجاری در داخل محفظه احتراق تولید می کند. این امواج ناشی از ناپایداری سیال-مکانیکی — الگوهایی از امواج و گردابه ها در جریان — کاملا بدون کمپرسور مکانیکی به وجود می آیند. این کار باعث صرفه جویی در انرژی، کاهش تعداد قطعات متحرک و افزایش بهره وری می شود.

هیدروژن به عنوان سوخت ایده آل برای توربین های با بازده بالا

این فناوری محدود به هیدروژن نیست؛ با این حال، هیدروژن به ویژه مناسب است زیرا واکنش بسیار سریع می دهد و افزایش پایدار فشار را ممکن می سازد. این امر در را برای توربین های سبک تر، مقرون به صرفه تر و فوق العاده کارآمدتر برای تولید برق و در بلندمدت برای هوانوردی باز می کند.

اولین تولید موفق برق بدون کمپرسور

اتصال توربین به محفظه احتراق — و در نهایت تولید برق — چالش فنی دیگری ایجاد می کند: «این بسیار دشوار است زیرا فرآیندهای احتراق بسیار سریع و شدید در محفظه، انتقال پایدار انرژی به توربین را دشوار می کند. ما اولین شرکتی هستیم که چنین توربینی را با موفقیت راه اندازی کرده و در این فرآیند برق تولید می کنیم.» بانوتی می گوید.

پژوهشگران توربین گازی نوآورانه خود را از ۲۰ تا ۲۴ آوریل ۲۰۲۶ در غرفه KIT در سالن ۱۱، جایگاه B 06 در سالن هانوفر برگزار خواهند کرد.