Le fiamme dell'idrogeno possono propagarsi anche con pochissimo carburante, all'interno di spazi sorprendentemente stretti e può estendersi rompendosi in schemi frattali. Questo è il comportamento fisico inaspettato di questo gas quando brucia, che è stato rilevato da un team scientifico guidato da ricercatori dell'Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). Questi risultati possono aiutare a migliorare la sicurezza dei dispositivi alimentati a idrogeno.

Lo studio, pubblicato nell'ultima edizione della rivista Lettere di revisione fisica , dettaglia i risultati degli esperimenti che hanno dimostrato che le fiamme dell'idrogeno possono sopravvivere in condizioni più estreme di quanto si pensasse. In questa ricerca, guidato da Fernando Veiga, Eduardo Fernández-Tarrazo e Mario Sánchez Sanz, dal Dipartimento di Ingegneria Termica e dei Fluidi UC3M, Daniel Martínez Ruiz dell'Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Hanno partecipato anche Mike Kuznetsov del Karlsruhe Institute of Technology (Germania) e Joachim Grune di Pro-Science GmbH (Germania).

"Il nostro articolo mostra che le fiamme dell'idrogeno sono in grado di propagarsi in spazi molto ristretti di circa un millimetro, creando una situazione indesiderabile e pericolosa, " ha spiegato Fernando Veiga, uno dei ricercatori che ha svolto gran parte del lavoro sperimentale.

L'utilizzo dell'idrogeno come combustibile può aiutare a ridurre le emissioni di anidride carbonica, ma il suo stoccaggio e trasporto può comportare alcuni rischi. In questo studio, i ricercatori hanno dimostrato empiricamente che il gas può bruciare in situazioni impreviste. Per quello scopo, il team ha testato diluizioni di carburante gassoso in uno spazio largo solo pochi millimetri e ha scoperto che l'idrogeno poteva bruciare costantemente anche quando la sua concentrazione era solo del 5% in volume.

strutture frattali

Le fiamme dell'idrogeno sono quasi invisibili ad occhio nudo ed emettono pochissimo calore radiante, che li rende difficili da rilevare. Fare così, i ricercatori hanno utilizzato un metodo speciale per tracciare il loro movimento e una telecamera ad alta velocità per tracciare il percorso delle fiamme durante la loro propagazione. Hanno confermato che formano un percorso frattale mentre si propagano, questo è, adottano una forma geometrica la cui struttura di base si ripete su scale diverse. "La registrazione video rivela questo percorso frattale, che consente proprio alla fiamma un accesso efficiente al nuovo combustibile mentre brucia, " ha sottolineato Mario Sánchez Sanz.

L'idrogeno costituisce una fonte di energia pulita ed efficiente, e come tale, le tecnologie di generazione di energia basate sul suo utilizzo aumenteranno significativamente nel prossimo futuro. Di conseguenza, "i loro protocolli di progettazione e sicurezza dovranno prendere in considerazione queste nuove modalità di propagazione, " osservò Daniel Martínez Ruiz, professore all'ETSI Aeronáutica y del Espacio (La Scuola di Aeronautica e Ingegneria Spaziale) dell'UPM.

Questi risultati possono essere utili per i team di ingegneri che progettano sistemi di stoccaggio dell'idrogeno, che dovrà tener conto della sua estrema infiammabilità, anche in spazi molto ristretti. Le celle a combustibile a idrogeno sono utilizzate come fonte di energia in auto e moto, Per esempio. "Una perdita di idrogeno e il suo accumulo in uno spazio ristretto potrebbero portare a questo tipo di fiamme, " ha aggiunto Mario Sánchez Sanz.

Secondo i ricercatori, sono necessari ulteriori studi di questo tipo per valutare la sicurezza in relazione alle perdite nei veicoli alimentati a idrogeno e altri dispositivi correlati. Soprattutto, nel contesto odierno della necessità di ridurre le emissioni di gas serra e combattere il cambiamento climatico, sembra imperativo accelerare lo sviluppo e l'uso di tecnologie energetiche basate sull'idrogeno.