Trộn Diesel và Hydrogen giúp cắt giảm lớn lượng khí thải – Ars Technica

Trộn Diesel và Hydrogen giúp cắt giảm lớn lượng khí thải – Ars Technica

    Trộn Diesel và Hydrogen giúp cắt giảm lớn lượng khí thải – Ars Technica

    mixing diesel hydrogen emissions
    Trộn dầu diesel và hydro giúp giảm lượng khí thải lớn – Ars Technica.

    Một nhóm kỹ sư tại Đại học New South Wales (UNSW) ở Sydney đã tìm ra cách chạy động cơ diesel bằng hỗn hợp dầu diesel và hydro, giúp giảm đáng kể lượng khí thải.

    Tại sao chúng ta thậm chí cần một động cơ hybrid diesel-hydro khi đã có sẵn nhiều loại xe điện tuyệt vời? Xe điện chắc chắn là lựa chọn tuyệt vời cho các hộ gia đình, nhưng chúng vẫn không phù hợp với hiệu suất của động cơ diesel hạng nặng trong một số bối cảnh, chẳng hạn như khai thác mỏ, vận chuyển đường dài, phát điện và nông nghiệp.

    Hiện tại, có 26.000 đoàn tàu ở Hoa Kỳ chạy bằng dầu diesel và có khả năng hàng triệu xe tải, máy phát điện và các thiết bị cấp công nghiệp khác cần dầu diesel để mang lại hiệu suất tối ưu. Có thể mất hàng thập kỷ để công nghệ xe điện thay thế động cơ diesel trong những ngành như vậy. Mặc dù một người bình thường có thể dễ dàng bán một chiếc ô tô cũ và mua một chiếc EV mới, nhưng những thay đổi như vậy lại gây ra chi phí cao cho các ngành công nghiệp.

    Vì vậy, chúng tôi có khả năng bị mắc kẹt với động cơ diesel trong một thời gian. Nhưng nếu có một cách để giảm 85% lượng khí thải CO2 từ thiết bị hiện có của họ thì sao?

    Đây là điều mà công nghệ động cơ hybrid hydro-diesel của UNSW hứa hẹn. Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng động cơ diesel sửa đổi của họ có thể chạy bằng 90% hydro với hiệu suất được cải thiện hơn 26%.

    Shawn Kook, một trong những tác giả của nghiên cứu và là giáo sư tại UNSW, cho biết:

    Chúng tôi đã chỉ ra rằng chúng tôi có thể sử dụng những động cơ diesel hiện có đó và biến chúng thành động cơ sạch hơn đốt nhiên liệu hydro.

    Ông nói thêm: “Công nghệ mới này làm giảm đáng kể lượng khí thải CO2 từ các động cơ diesel hiện có, vì vậy nó có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí thải carbon của chúng ta, đặc biệt là ở Úc với tất cả các ngành khai thác mỏ, nông nghiệp và các ngành công nghiệp nặng khác, nơi động cơ diesel được sử dụng rộng rãi. được sử dụng."

    Hệ thống nhiên liệu kép

    Một chiếc xe chạy bằng động cơ diesel có một bộ phận phun nhiên liệu diesel giải phóng nhiên liệu vào buồng đốt. Pít-tông của động cơ nén hỗn hợp nhiên liệu-không khí đến áp suất và nhiệt độ cao, khiến nó bốc cháy. Điều này tạo ra áp suất cung cấp năng lượng cho động cơ.

    Trong quá trình này, động cơ diesel tạo ra carbon dioxide và NOx (nitơ oxit), có hại cho môi trường của chúng ta.

    Các nhà nghiên cứu nói rằng trộn trực tiếp hydro với dầu diesel trong buồng đốt sẽ làm tăng ô nhiễm NOx. Để khắc phục vấn đề này, họ đã phát triển một hệ thống nhiên liệu kép hydro-diesel sử dụng bộ phun trực tiếp hydro áp suất cao, hẹn giờ bên trong động cơ diesel đã được trang bị bộ phun diesel.

    Theo Kook và nhóm của ông, nồng độ của khí—trong trường hợp này là hydro—có thể thay đổi trong các phần khác nhau của buồng đốt. Những thay đổi này có thể ảnh hưởng đến các phản ứng hóa học và kiểm soát lượng NOx do động cơ tạo ra. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng thời điểm phun hydro để hạn chế sản xuất NOx.

    Bằng cách sử dụng hydro làm 90% nhiên liệu, họ đã có thể hạn chế lượng khí thải CO2 của động cơ xuống chỉ còn 90 gm trên mỗi kWh. Đây là lượng carbon dioxide ít hơn 86% so với động cơ diesel tiêu chuẩn sẽ thải ra. Hơn nữa, lượng khí thải NOx cũng giảm đáng kể.

    “Trong hệ thống của chúng tôi, chúng tôi đã chỉ ra rằng nếu bạn làm cho nó phân tầng—tức là ở một số khu vực có nhiều hydro hơn và ở những khu vực khác có ít hydro hơn—thì chúng tôi có thể giảm lượng khí thải NOx xuống dưới mức của động cơ diesel thuần túy,” Kook nói .

    Mặc dù các nhà nghiên cứu đã mất 18 tháng để phát triển động cơ hybrid đầu tiên của họ, nhưng họ tuyên bố giờ đây họ có thể biến bất kỳ thiết kế động cơ diesel nào thành hệ thống nhiên liệu kép trong vòng vài tháng.

    Thiết kế động cơ lai được thực hiện dễ dàng

    Các phương pháp sản xuất hydro truyền thống liên quan đến quá trình oxy hóa hydrocarbon dẫn đến phát thải CO2. Tuy nhiên, nếu hydro được sản xuất bằng năng lượng tái tạo, nó có thể là nguồn năng lượng sạch hơn nhiều so với điện từ lưới điện. Mặc dù vẫn có khí thải liên quan đến việc sử dụng nhiên liệu diesel, nhưng đó là sự đánh đổi trước những thách thức của việc tái chế pin lithium.

    Tầm nhìn đằng sau hệ thống động cơ phun nhiên liệu trực tiếp hydro-diesel là cung cấp cho các ngành công nghiệp một giải pháp thiết thực cho vấn đề khí thải carbon của họ. Chỉ riêng các công ty khai thác sử dụng nhiều loại máy móc và thiết bị chạy bằng dầu diesel đã tạo ra tới 7% lượng khí thải nhà kính toàn cầu. Thúc đẩy sự phát triển của các ngành như vậy bằng nhiên liệu hydro có thể cải thiện đáng kể sức khỏe của hành tinh chúng ta.

    Kook và các đồng nghiệp của anh ấy đã được cấp bằng sáng chế cho hệ thống nhiên liệu kép phun trực tiếp hydro-diesel của họ và họ đang lên kế hoạch đưa nó ra thị trường trong vòng một hoặc hai năm tới.

    Zalo
    Hotline