Sagorevanje mešavine nafte i vodonika vodi ka drastično nižim emisijama

Ekipa inženjera angažovana pri Univerzitetu Novog Južnog Velsa (University of New South Wales – UNSW) sa sedištem u australijskom Sidneju je otkrila način rada dizel motora koji podrazumeva sagorevanje mešavine nafte i vodonika, a što vodi ka dramatičnom smanjenu nivoa štetnih emisija.

Zašto nam je uopšte potrebna hibridna jedinica dizel-vodonik, posebno kada imamo dostupna vozila koja uopšte ne koriste ugljenovodonična goriva? Električna vozila su odlična u gradskoj (i prigradskoj) upotrebi, ali i dalje ne mogu da se nadmeću s dizel motorima kada su u pitanju mogućnosti ponude u određenim okolnostima. Tu se najpre misli na oblasti dugometražnog transporta, rudarstva, proizvodnje energije i poljoprivrede.

U ovom trenutku je 26 hiljada aktivnih železničkih kompozicija koje na teritoriji Amerike rade na dizel, a tome treba dodati i nekoliko miliona kamiona, agregata (generatora) i ostale teške industrijske opreme koja sagoreva naftu i isporučuje optimalne performanse. Moguće je, čak i verovatno da će biti potrebne decenije kako bi se dizel motori istisnuli iz tih segmenata upotrebe. Dok je običnog čoveka u mnogim situacijama razumljiv prelaz sa dizela na elektromobil, ta odluka može biti veoma zahtevna u finansijskom smislu, posebno kada pričamo o pojedinim privrednim granama.

Dakle, ne možemo da pobegnemo od „naftarice“ barem još neko vreme. Ali, zašto onda ne bismo, u takvim okolnostima, pokušali da snizimo emisije CO2 koje generišu motori na dizel, eto za nekih 85 procenata?

Upravo ovo je obećanje tima okupljenog pod zastavom UNSW, onog koji promovisao vodonično-dizel hibridnu tehnologiju. Istraživači tvrde da dizel motor koji su oni modifikovali može da radi na 90-o procentni vodonik uz unapređenju efikasnost za preko 26%. Šon Kuk je u saopštenju za javnost, s pozicije jednog od autora studije i profesora na UNSW, izjavio da “smo pokazali da je moguće uzeti aktuelne dizel motore i konvertovati ih u mašine koje mogu biti čistije zahvaljujući sagorevanju vodoničnog goriva.”

Pride je dodao i sledeće: “Ova nova tehnologija značajno umanjuje emisije CO2 koje uslovljavaju postojeći dizel motori, pa mogu da čine i veliki iskorak u smanjenju ugljeničnog otiska, posebno u Australiji gde je rudarstvo veoma važan privredni blok i gde se široko koriste motori pogonjeni naftom kao energentom.”

Dvogorivni sistem

Vozilo pokretano naftom poseduje jedinicu za uprizgavanje dizela koja je odgovorna za upumpavanje goriva u komoru za sagorevanje. Klip motora potiskuje mešavinu gorivai  vazduha pod visokim pritiskom i tu dolazi do zapaljenja. Na taj način se stvara potisak koji motor.

Dizel motor tokom ovog procesa proizvodi ugljen-dioksid i azotne-okside (NOx), a koji su štetni u odnosu na prirodu. Istraživači navode da bi direktna smeša vodonika s dizelom vodila ka uvećanju nivoa emisija jedinjenja NOx. Ekipa je, kako bi se problem prevazišao, razvila vodonično-naftni dvogorivni sistem koji koristi, jedinicu za direktno ubrizgavanje vodonika pod visokim pritiskom unutar dizel motora koji je već bio opremljen sistemom za ubrizgavanje dizela.

Po mišljenju Kuka i tima čiji je deo, koncentracija gasa—vodonika, u ovom slučaju može da varira u određenim sekcijama komore za sagorevanja. Te varijacije mogu da budu od odraza na hemijske reakcije i kontrolu količine NOx proizvedenog od strane motora. Istraživači su se oslonili na doziranje ubrizganog vodonika, sve kako bi ograničili emisije jedinjenja NOx.

Kada se u smeši koristi 90% vodoinika, onda dolazi do emisije CO2 na nivou od samo 90 grama po kWh. To je za oko 86% manje ugljen-dioksida u odnosu na ono što bi standardno proizveo dizel motor. Dodatno, i emisije azotnih-oksida bi bile dramatično niže. “Pokazali smo da u našem sistem, ako ga učinimo stratifikovanim, u nekim oblastima je moguće imati više, a u nekim manje vodonika, što omogućava sniženje emisija azotnih-oksida, i to za ogromnu marginu u poređenju s klasičnim dizel motorom,” navodi Kuk.

Iako su istraživači potrošili godinu i po kako bi razvili prvi hibridni motor, sada mogu da tvrde kako su u stanju da svaki dizel motor podese na način da postane dvogorivni, za šta bi im bilo potrebno svega par meseci rada.

Konstrukcija hibridnog motora je učinjena laganijom

Tradicionalni metodi proizvodnje vodonika uključuju oksidaciju ugljenovodonika koja vodi ka sniženju emisija CO2. Međutim, ako bismo vodonik proizvodili upotrebom obnovljivih izvora energije, onda bismo imali mnogo čistiji izvor od električne energije koju dobijamo s elektromreže. Dok još uvek ima emisija povezanih s upotrebom dizela, postoje i one koje su vezane za reciklažu litijumskih baterija.

Vizija koja stoji iza sistema motora sa direktnim ubrizgavanjem vodonično-dizel goriva se ogleda u težnji da nekim privrednim granama obezbedi  praktično rešenje za njihov problem emisije ugljenika. Rudarske kompanije koje koriste razne mašine i opremu zasnovane na dizel motorima same generišu do 7% globalnih emisija gasova staklene bašte. Pokretanje rasta takvih sektora vodoničnim gorivom moglo bi drastično poboljšati zdravlje naše planete.

Kuk i ekipa njegovih kolega su već patentirali vodonično-dizelski motor, odnosno sistem diretknog ubrizgavanja dve vrste goriva. Ovi ljudi planiraju da komercijalizuju izum u narednih „godinu – dve“.

AutoRepublika

Izvor: ArsTechnica

(452)