Serwis pod patronatem magazynu
Przyszłość motoryzacji będzie jednak spalinowa? Japończycy, którzy od dawna pracują m.in. nad spalaniem wodoru, teraz mają pomysł na kolejne paliwo do nowoczesnych jednostek napędowych.
O tym, że motoryzacja nie musi rozwijać się w jednym kierunku od lat przekonuje Akio Toyoda. Uważa on, że elektromobilność nigdy nie wyprze silników spalinowych, a w przyszłości obok siebie będą mogły funkcjonować auta o różnym rodzaju napędu.
Czyli elektryki, hybrydy, pojazdy na ogniwa wodorowe czy spalające wodór. Dużo mówi się ostatni również o paliwach syntetycznych. Niedawno doszło do nich kolejne paliwo.
Już w lipcu zeszłego roku Toyota wraz z chińskim koncernem GAC ogłosiła, że pomyślnie przetestowała zastosowanie amoniaku. Teraz Uniwersytet Sophia z Tokio poszedł o krok dalej i dokonał efektywnego spalania tego gazu w komorze nowoczesnego silnika spalinowego.
Amoniak (związek chemiczny o wzorze NH3) nie zawiera węgla, dlatego jego spalanie nie powoduje wytwarzania CO2. Poza tym jest łatwopalny, jednak trudno wywołać jego zapłon, co do tej pory stanowiło problem przy próbie zastosowania go w silniku spalinowym.
Uniwersytet z Tokio ogłosił, że właśnie znalazł rozwiązanie. Jakie? Jego naukowcy skupili się na poprawie zawirowań w układzie dolotowym. Celem takiego działania jest stworzenie jednorodnej mieszanki powietrza z amoniakiem, co ma ułatwić wywołanie zapłonu, a także zmniejszyć emisje poprzez wydajne spalanie całej zawartości cylindra.
Do swoich badań uczeni wykorzystywali tzw. optyczny silnik 1-cylindrowy. Wyróżnia się on szklanym tłokiem z kamerą. Dodatkowo, aby ruch mieszanki w cylindrze był bardziej widoczny, dodaje się do niej mikroskopijne cząsteczki krzemionki.
Naukowcy z uniwersytetu w Tokio odkryli, że wyłącznie pewien rodzaj ruchu spiralnego wytwarza odpowiednie zawirowania w komorze spalania. A to zapewnia czyste i wydajne spalanie.
Kolejnym krokiem w ich badaniach mają być eksperymenty ze spalaniem czystego amoniaku oraz amoniaku zmieszanego z benzyną. Trzeba jednak pamiętać, że wartość opałowa amoniaku wynosi 22,5 MJ/kg, czyli mniej więcej połowę wartości opałowej oleju napędowego.
Co ciekawe, pomysł wykorzystania amoniaku jako paliwa nie jest nowy. W XIX wieku prowadzono eksperymenty z silnikami na ten gaz w lokomotywach, a podczas II wojny światowej kursowały na nim autobusy w Belgii.
Rocznie na świecie wytwarza się około 230 mln ton amoniaku, co stawia go wśród najczęściej wytwarzanych związków chemicznych. Czyni się to przeważnie metodą Habera i Boscha, wykorzystującą naturalny metan do produkcji wodoru. Ten ostatni reaguje z azotem, tworząc amoniak.
Niestety, ze względu na zastosowanie w powyższym procesie tzw. brudnego wodoru, powstaje ok. 1,8% światowej emisji dwutlenku węgla. Poza tym dochodzi do wyprodukowania także sporej ilości niepożądanego podtlenku azotu.
