據New Atlas報道，加州大學河濱分校的科學家們正在試驗用氨硼烷替代傳統的碳基化學火箭燃料，這一舉措可能導致無碳的太空發射。除了日常用於眼藥水和洗衣粉外，硼也曾被用於航空航天領域。在20世紀50年代，美國空軍和海軍正在尋求製造速度更快、航程更遠的飛機的方法。實現這一目標的一個主要障礙是燃料。
理想情況下，最好的燃料是氫氣，但即使冷卻成低溫液體，它仍然佔用太多的空間，處理起來極其困難和危險，並帶來各種後勤問題。基於從化石燃料中提煉的碳氫化合物的傳統航空燃料要實用得多，因為氫與碳原子結合在一起，使它們更加緊湊和易於操作。
不幸的是，像煤油這樣的燃料仍然過於笨重，而且每單位所含能量太少，無法滿足美國軍方對可以飛越半個地球的超音速噴氣機的需求。為了克服這個問題，工程師們希望創造一種新的燃料，使用一些其他元素來儲存氫氣，但又能足夠便宜，足夠容易使用，從而具有實用性。
結果是基於硼的新燃料系列，硼在周期表中緊挨着碳。這些氫硼化合物，或稱硼烷，是在代號為 “Project Zip”的項目下開發的，因此它們被昵稱為 “Zip燃料”。
起初，這些燃料非常有前景，產生的熱能幾乎是傳統燃料的兩倍。像XB-70“女武神”戰略轟炸機、XF-108“輕劍”遠程攔截機、BOMARC導彈和其他飛機都被設計為使用它們，並且有計劃將已經使用的噴氣發動機改裝為燃燒硼烷。
但是硼烷燃料有很大的問題。因為它們在室溫下是固體，在較高溫度下燃燒，它們必須與碳氫化合物燃料混合。更糟糕的是，它們產生了一種粘性廢物，使發動機膠結，只能通過大量的努力才能清除。因此，這些項目在1959年被取消了。
今天，氨硼烷形式的硼烷被用於燃料電池，為電動汽車提供動力，其中氫氣是通過催化劑的方式釋放的。
現在，由Prithwish Biswas領導的加州大學河濱分校的一個團隊正在尋找一種方法，使用硼烷為能夠將衛星送入軌道的火箭提供動力。
這方面的關鍵是更好地了解硼烷是如何燃燒的，以及如何讓它們有效地燃燒，而不需要基礎燃料或催化劑，這可能會產生一種更環保的碳氫化合物燃料的替代品，並可能使太空發射更便宜。
與碳氫化合物不同，硼烷有一個複雜的燃燒過程，因為它們在燃燒過程中會演變成許多不同的化合物。通過將硼烷形成納米顆粒並與氧化劑高氯酸鉀或高氯酸銨一起燃燒，目的是改變燃燒過程並更快地釋放更多的能量。
馬里蘭大學化學博士生Pankaj Ghildiyal說：“這類似於使用催化轉換器來使碳氫化合物燃料完全燃燒。在這裡，我們能夠通過使用氧化劑本身的化學成分來創造更完整的化學品燃燒並增加整個反應的能量，而不需要催化劑。”
由於研究中使用的細小顆粒在潮濕的環境中容易降解，科學家們的下一步計劃是找到一種方法，給它們一個保護性的塗層，以便儲存。
“我們已經確定了為這種燃料和氧化劑組合提供動力的基本化學成分，”Biswas說。“現在我們期待着看到它在大規模的表現。”
該研究發表在《物理化學雜誌C》上。