固態氮燃料有望減輕火箭載荷

關於支援科學新聞業

如果您喜歡這篇文章，請考慮透過支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。 透過購買訂閱，您將幫助確保未來繼續出現關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的報道。

為了逃離地球大氣層，火箭需要大量燃料。 事實上，如此之多，以至於當前型號的大部分體積都用於攜帶燃料。 如果科學家們能夠成功合成更高效的推進劑，這可能會促成更小的航天器。 為了這個目標，《物理化學A》雜誌當前一期上發表的一份報告可能會有所幫助。 研究結果表明，生產固態氮形式的燃料是可行的，這種燃料的能量是當前太空推進劑的兩倍。

羅德尼·J·巴特利特和他佛羅里達大學的同事進行了計算機模擬，以研究一種新型氮形式 N₅⁺N₅^- 的性質。 一個帶負電的五個氮原子群和一個帶正電的原子群之間的離子鍵將該化合物結合在一起，使其成為一種固體結晶鹽。 N₅⁺N₅^- 的帶正電部分已在實驗室中製造出來，但 N₅^- 迄今仍停留在推測階段。

佛羅里達團隊假設 N₅^- 應該形成一個由五個氮原子組成的環，這些原子平均分擔負電荷。 他們的計算進一步表明，它應該足夠穩定，可以進行實驗性製造，儘管晶體框架對分子穩定性的影響仍未解決。 根據該報告，N₅⁺N₅^- 每克釋放的能量與肼相當，肼是一種由氫和氮組成的液體，為許多當前的航天器提供動力。 但由於計算出的固態燃料密度是肼的兩倍，因此只需一半的體積即可攜帶它，“這可能會使火箭更小、更輕。”