在一项可能导致无碳太空发射的计划中，加州大学河滨分校的科学家们正在试验用氨硼烷 (NH3BH3) 作为传统碳基化学火箭燃料的替代品。
除了在眼药水和洗衣粉中的日常使用外，硼在航空航天领域也有着令人着迷的历史。
在 1950 年代，美国空军和海军正在寻找制造速度更快、航程更远的飞机的方法。实现这一目标的一个主要障碍是燃料。
理想情况下，最好的燃料是氢气，但即使冷却成低温液体，它仍然占用太多空间，处理起来极其困难和危险，并带来各种后勤问题。基于从化石燃料中提炼的碳氢化合物的传统航空燃料更加实用，因为氢与碳原子结合，使其更加紧凑和易于处理。
不幸的是，像煤油这样的燃料仍然太笨重，单位能量也太少，无法满足美国军方对能够飞越半个地球的超音速喷气式飞机的需求。为了克服这个问题，工程师们想要创造一种新的燃料，它使用一些其他元素来储存氢气，但又足够便宜且易于使用以实现实用性。
结果是一个基于硼的新燃料家族，它在元素周期表中紧挨着碳。这些氢硼化合物或硼烷是在代号 Project Zip 下开发的，因此它们被昵称为“zip 燃料”。
起初，这些燃料非常有前景，产生的热能几乎是传统燃料的两倍。XB-70 Valkyrie 战略轰炸机、XF-108 剑杆远程拦截机、BOMARC 导弹等飞机旨在使用它们，并且计划将已经使用的喷气发动机转换为燃烧硼烷。
但硼烷燃料存在重大问题。因为它们在室温下是固体并在更高的温度下燃烧，所以它们必须与碳氢化合物燃料混合。更糟糕的是，它们产生的粘性废物会粘在引擎上，并且只能通过大量的努力才能清除。结果，这些项目在 1959 年被取消。
今天，氨硼烷形式的硼烷用于燃料电池为电动汽车提供动力，其中氢气通过催化剂释放。
现在，由 Prithwish Biswas 领导的加州大学河滨分校的一个团队正在寻找一种使用硼烷为能够将卫星送入轨道的火箭提供动力的方法。
这样做的关键是更好地了解硼烷如何燃烧以及如何让它们有效地燃烧，而不需要基础燃料或催化剂，这可能会导致碳氢燃料更环保的替代品，并且，可能，更便宜的太空发射。
与碳氢化合物不同，硼烷具有复杂的燃烧过程，因为它们在燃烧时会分解成许多不同的化合物。通过将硼烷形成纳米颗粒并与氧化剂高氯酸钾 (KClO4) 或高氯酸铵 (NH4ClO4) 一起燃烧，目标是改变燃烧过程并更快地释放更多能量。
“这类似于使用催化转化器来实现碳氢燃料的完全燃烧，”马里兰大学化学博士 Pankaj Ghildiyal 说。学生。“在这里，我们能够通过使用氧化剂本身的化学性质，使化学品更完全地燃烧，并增加整个反应的能量，而无需催化剂。”
由于研究中使用的细颗粒往往在潮湿环境中降解，下一步是找到一种方法，为它们提供一层保护涂层以供储存。
“我们已经确定了为这种燃料和氧化剂组合提供动力的基本化学成分，”Biswas 说。“现在我们期待看到它的大规模表现。”
