Các thí nghiệm trước đó với hệ thống này chỉ có thể chạy trong một thời gian ngắn trước khi buồng đốt quá nóng và thất bại. Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại Học viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) đã đạt được một cột mốc quan trọng bằng cách kéo dài thời gian hoạt động lên hơn năm phút.

"Đây là một bước quan trọng hướng tới năng lượng hydro hiệu quả cao và linh hoạt cho một hệ thống năng lượng không hóa thạch", Giáo sư Daniel Banuti, Giám đốc Viện Công nghệ và An toàn Năng lượng Nhiệt (ITES) giải thích.

Một trong những ưu điểm chính của thiết kế này là nó loại bỏ nhu cầu nén không khí trước khi đánh lửa. "Một tuabin khí thông thường, chẳng hạn như tuabin được sử dụng trong các nhà máy điện hoặc dưới cánh máy bay, tiêu thụ khoảng 50% năng lượng của nó để nén không khí đến áp suất cao cần thiết cho quá trình đốt cháy hiệu quả - năng lượng sau đó không có sẵn để sản xuất điện", Banuti giải thích.

Đốt cháy tăng áp suất thay thế nén cơ học

Tuabin mới hoạt động bằng cách sử dụng đốt cháy tăng áp. Tuabin khí truyền thống dựa vào máy nén cơ học tiêu thụ một phần lớn sản lượng của chúng. Ngược lại, hệ thống này tạo ra áp suất cần thiết thông qua sóng kích nổ bên trong buồng đốt.

Những sóng này hình thành từ sự không ổn định của chất lỏng-cơ học, trong đó các mô hình xoáy và tương tác sóng làm tăng áp suất một cách tự nhiên mà không cần các bộ phận chuyển động. Cách tiếp cận này làm giảm tổn thất năng lượng, đơn giản hóa hệ thống và cải thiện hiệu quả tổng thể.

Hydro là nhiên liệu lý tưởng cho tuabin hiệu suất cao

Mặc dù hệ thống có thể hoạt động với các loại nhiên liệu khác nhau, nhưng hydro mang lại những lợi thế rõ ràng. Tốc độ phản ứng nhanh của nó hỗ trợ tăng áp suất ổn định trong quá trình đốt cháy. Điều này làm cho nó đặc biệt phù hợp để đạt được hiệu suất cao và có thể cho phép thiết kế tuabin nhẹ hơn, giá cả phải chăng hơn cho cả sản xuất điện và có khả năng là các ứng dụng hàng không.

Lần đầu tiên phát điện thành công mà không cần máy nén

Tích hợp tuabin với buồng đốt để sản xuất điện làm tăng thêm sự phức tạp. "Điều này cực kỳ khó khăn vì quá trình đốt cháy rất nhanh và cường độ cao trong buồng làm cho việc truyền năng lượng ổn định đến tuabin trở nên khó khăn. Chúng tôi là người đầu tiên vận hành thành công tuabin như vậy và tạo ra điện trong quá trình này".