استفاده از لیزر به جای شمع

محققان در کنفرانس لیزر و الکترواپتیک که اول May  مصادف با 11 اردیبهشت برگزار خواهد شد، از طراحی لیزرهایی خبر داده اند که می‌تواند ترکیبی از سوخت و هوا را در موتورهای حرارتی احتراقی، مشتعل و خودرو را روشن کند. طبق گزارش BBC با اشتعال مقدار بیشتری از مخلوط سوخت و هوا، سبب بالا رفتن بازدهی موتورها می شویم. این رویكرد می‌تواند با احتراق بیشتر این مخلوط، كارایی موتورها را افزایش داده و از درصد آلوده‌كنندگی آنها بكاهد. .در حال حاضر، این گروه در حال مذاکره با یکی از تولیدکنندگان شمع خودرو هستند.

البته ایده جایگزینی شمع خودرو (که از زمان اختراعش در 150 سال پیش تا امروز، تغییر بسیار جزئی داشته) با لیزر، ایده تازه‌ای نیست. شمع‌ها تنها باعث اشتعال مخلوط سوخت و هوایی می‌شوند که نزدیک دهانه جرقه جمع شده و بازدهی احتراق را کاهش می‌دهند. همچنین با توجه به اینکه فلزی که شمع از آن ساخته شده، به مرور زمان فرسوده و خورده می‌شود. اما ایده استفاده از اشعه‌های کوتاه لیزری در طرح احتراق لیزری، باعث شد این ایده منحصر به فرد باشد. این تیم تحقیقاتی از رومانی و ژاپن اكنون به نمایش یك سیستم پرداخته‌اند كه می‌تواند دو تا سه اشعه لیزر را در عمق‌های مختلف یك سیلندر موتور متمركز كند.

گروهی از رومانی و ژاپن هم سیستمی را طراحی کرده‌اند که می‌تواند 2 یا 3 اشعه لیزر را با عمق‌های مختلف، درون سیلندر خودرو متمرکز کند.

این فرآیند، احتراق کامل را افزایش داده و مانع از افت انرژی احتراق می‌شود. البته برای انجام این کار باید از لیزرهایی پرتوان استفاده شود، چراکه برای اشتعال سوخت چه با اشعه‌های لیزری و چه با شمع به نیروی زیادی نیاز است.

طبق گفته تاکونوری تایرا، از موسسه ملی علوم طبیعی در اوکازاکی ژاپن: «در گذشته، اشعه‌های لیزری که توانایی رفع چنین نیازهایی را داشتند، در حد تحقیقات ابتدایی باقی مانده بود، زیرا بزرگ، بی‌کفایت و ناپایدار بودند. حتی آن‌ها را نمی‌توانستیم دور از موتور مستقر کنیم چرا که اشعه‌های قدرتمند آنها می‌توانست هر نوع فیبر نوری انتقال‌دهنده به سیلندر را از بین ببرد.»

این گروه برای رفع این مشکل، به راه حل تازه‌ای دست پیدا کرده‌اند که بدین شرح می باشد: لیزرهایی که از پودر سرامیک تهیه و فشرده شده‌اند تا به اندازه استوانه‌های شمع خودرو درآمده‌اند.

این ابزارهای سرامیکی، لیزرهای اصلاح شده‌ای هستند که انرژی را از لیزرهای کم‌قدرت‌تر و متراکم گرفته، آن را از طریق فیبر نوری عبور داده و در بازه‌های زمانی بسیار کوتاه (800 هزارمیلیاردیم ثانیه) آزاد می‌کند!!!

بر خلاف کریستال‌های شکننده و حساسی که نوعا در لیزرهای پر‌قدرت استفاده می‌شوند، ابزارهای سرامیکی قوی‌تر بوده و بهتر می‌توانند گرما را به موتورهای احتراقی برسانند.

این گروه در حال مذاکره با «دنزو»، یکی از تولیدکنندگان بزرگ اجزای خودرو هستند تا این تکنولوژی را به صورت تجارتی درآورند.

فرآوری: فائزه سیدخاموشی

بخش دانش و زندگی تبیان

منبع: BBC