Termoquímica de la combustión en alcohol polivinílico + nitrato de hidroxilamonio
Autores: Baird, James K.; Frederick, Robert A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Termoquímica de la combustión en alcohol polivinílico + nitrato de hidroxilamonio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Plastisol
Combustión
PVA
HAN
Electrolítico
Gaseoso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Una mezcla de alcohol polivinílico (PVA) y nitrato de hidroxilamonio (HAN) forma un sólido gomoso conocido como plastisol, que es conductor iónico. Cuando se aplica un potencial electrostático de 200 V CC a través del plastisol, se enciende. La combustión cesa al retirar el voltaje aplicado. Se sabe que los productos de la combustión de PVA + HAN incluyen los gases moleculares monóxido de carbono, dióxido de carbono, agua, nitrógeno e hidrógeno. Cuando el campo eléctrico dentro del plastisol es espacialmente uniforme, la combustión ocurre preferentemente en el ánodo. El hecho de que el HAN sea un conductor iónico sugiere que el mecanismo de combustión es de origen electrolítico. Consistente con la preferencia por la combustión en el ánodo y los productos gaseosos conocidos, consideramos dos mecanismos de reacción. Uno involucra oxígeno atómico como agente oxidante en el ánodo y radical hidroxilo como agente oxidante en el cátodo. El otro involucra ozono como agente oxidante en el ánodo y peróxido de hidrógeno como agente oxidante en el cátodo. Cada mecanismo se aplica a un escenario donde los productos son ricos en óxidos de carbono y a un segundo escenario donde los productos son pobres en óxidos de carbono. En el caso rico, el calor de la reacción global es -808.33 kJ por mol de HAN consumido y la energía eléctrica se convierte en energía térmica con una eficiencia del 4.2%. En el caso pobre, las cifras correspondientes son -567 kJ por mol de HAN y la eficiencia es del 2.9%. Las reacciones de combustión en los electrodos son uniformemente exotérmicas, con la excepción de la reacción que involucra peróxido de hidrógeno en el cátodo. Cuando los productos son pobres en óxidos de carbono, esta reacción es en realidad endotérmica.
Descripción
Una mezcla de alcohol polivinílico (PVA) y nitrato de hidroxilamonio (HAN) forma un sólido gomoso conocido como plastisol, que es conductor iónico. Cuando se aplica un potencial electrostático de 200 V CC a través del plastisol, se enciende. La combustión cesa al retirar el voltaje aplicado. Se sabe que los productos de la combustión de PVA + HAN incluyen los gases moleculares monóxido de carbono, dióxido de carbono, agua, nitrógeno e hidrógeno. Cuando el campo eléctrico dentro del plastisol es espacialmente uniforme, la combustión ocurre preferentemente en el ánodo. El hecho de que el HAN sea un conductor iónico sugiere que el mecanismo de combustión es de origen electrolítico. Consistente con la preferencia por la combustión en el ánodo y los productos gaseosos conocidos, consideramos dos mecanismos de reacción. Uno involucra oxígeno atómico como agente oxidante en el ánodo y radical hidroxilo como agente oxidante en el cátodo. El otro involucra ozono como agente oxidante en el ánodo y peróxido de hidrógeno como agente oxidante en el cátodo. Cada mecanismo se aplica a un escenario donde los productos son ricos en óxidos de carbono y a un segundo escenario donde los productos son pobres en óxidos de carbono. En el caso rico, el calor de la reacción global es -808.33 kJ por mol de HAN consumido y la energía eléctrica se convierte en energía térmica con una eficiencia del 4.2%. En el caso pobre, las cifras correspondientes son -567 kJ por mol de HAN y la eficiencia es del 2.9%. Las reacciones de combustión en los electrodos son uniformemente exotérmicas, con la excepción de la reacción que involucra peróxido de hidrógeno en el cátodo. Cuando los productos son pobres en óxidos de carbono, esta reacción es en realidad endotérmica.