La DARPA lancia il programma per i super

Dagli anni '60, i ricercatori hanno tentato di realizzare una nuova forma di propulsione marittima che non prevedesse parti mobili e fornisse propulsione attraverso l'acqua utilizzando magneti ed elettricità.

Nel corso dei decenni, gli sviluppatori hanno avuto un certo successo dimostrando la tecnologia di guida magnetoidrodinamica (MHD) su piccola scala. Tuttavia, si è rivelato inefficiente e poco pratico per i sistemi su vasta scala a causa di un paio di grandi ostacoli tecnologici, come l’incapacità di generare campi magnetici sufficientemente potenti e la mancanza di materiali per elettrodi in grado di resistere alla corrosione, all’idrolisi e all’erosione. Negli ultimi anni sono stati fatti enormi passi avanti nello sviluppo dei magneti, ma rimane il problema dei materiali degli elettrodi.

Per superare questo problema, la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ha annunciato il programma PUMP (Principi delle pompe magnetoidrodinamiche sottomarine) della durata di 42 mesi che mira a creare nuovi materiali per elettrodi adatti per un azionamento MHD militarmente significativo. Il programma assemblerà e convaliderà strumenti di modellazione e simulazione multifisica, tra cui idrodinamica, elettrochimica e magnetica, per ridimensionare i progetti MHD.

"La migliore efficienza dimostrata fino ad oggi in una trasmissione magnetoidrodinamica è stata ottenuta nel 1992 sulla Yamato-1, una nave di 30 metri che ha raggiunto 6,6 nodi con un'efficienza di circa il 30% utilizzando un'intensità del campo magnetico di circa 4 Tesla", ha affermato Susan Swithenbank, del programma PUMP manager presso l'ufficio per le scienze della difesa della DARPA. "Negli ultimi due anni, l'industria della fusione commerciale ha fatto progressi nei magneti in ossido di rame e bario delle terre rare (REBCO) che hanno dimostrato campi magnetici su larga scala fino a 20 Tesla che potrebbero potenzialmente produrre un'efficienza del 90% in un azionamento magnetoidrodinamico. ", che vale la pena perseguire. Ora che il soffitto di vetro nella generazione di campi magnetici elevati è stato rotto, PUMP mira a raggiungere una svolta per risolvere la sfida dei materiali degli elettrodi."

Quando la corrente elettrica, il campo magnetico e l’acqua salata interagiscono, l’ostacolo principale è la formazione di bolle di gas sulle superfici degli elettrodi. Le bolle riducono l'efficienza e possono collassare ed erodere le superfici degli elettrodi. Inoltre, il programma consentirà la modellazione delle interazioni tra il campo magnetico, le reazioni idrodinamiche ed elettrochimiche, che avvengono tutte su scale temporali e di lunghezza diverse.

"Speriamo di sfruttare le conoscenze sui nuovi materiali di rivestimento provenienti dalle industrie delle celle a combustibile e delle batterie poiché affrontano lo stesso problema della generazione di bolle", ha affermato Swithenbank. "Siamo alla ricerca di competenze in tutti i campi che coprono l'idrodinamica, l'elettrochimica e il magnetismo per formare squadre che ci aiutino finalmente a realizzare un azionamento magnetoidrodinamico su scala militare rilevante."