СО2 відловлять в паливі

  1. незвичайні ідеї
  2. Lotus - за метанол
  3. Природний і біогаз
  4. Переваги метанолу і етанолу

Питання перспективності різних видів палива для двигунів внутрішнього згоряння з точки зору екології продовжує турбувати автовиробників. Головна на сьогодні завдання - значно скоротити викиди вуглекислого газу в атмосферу. Ідей в цьому напрямку не так вже й багато, хоча є серед них і досить цікаві.

Ідей в цьому напрямку не так вже й багато, хоча є серед них і досить цікаві

Існує кілька реальних способів знизити викиди СО2: заохочувати водіїв їздити повільно; створювати більш економічні автомобілі; застосовувати альтернативні види палива або транспортні засоби, які забезпечують менші або нульові викиди вуглекислого газу (СО2).

Найбільш розрекламоване напрямок - автомобілі, що використовують як паливо водень. Але деякі експерти віддають перевагу метанолу (CH3OH).

незвичайні ідеї

Існують і вельми оригінальні ідеї. Деякі вчені вивчають можливі шляхи уловлювання вуглекислого газу в випускному тракті автомобіля, перед тим як він виявляється в атмосфері. Ще одна унікальна ідея - відокремлювати вуглець від вуглеводневого палива до того, як воно потрапить в двигун, тоді при роботі не виділяється СО2. Подібна технологія розробляється в США професором Андрієм Федоровим. Вуглець видаляється з палива перед його надходженням в двигун, а в камері згоряння спалюється залишився водень - в результаті виділяються тепло, вода і азот. За словами Федорова, каталізатор в цьому випадку легко справляється з невеликою кількістю окису азоту, а сама система може працювати як з бензином, так і з метанолом.

Серце системи - спеціальний реактор, який відокремлює водень від палива і залишає побічний продукт, багатий СО2. Потім СО2 стискається до рідкого стану (зріджений газ) і зберігається в окремому баку. Ці відходи, за словами Федорова, можуть вилучатись з машини на автозаправній станції, поки водій заправляє бак паливом, і зберігатися в підземних резервуарах або повторно перетворюватися в паливо метанол шляхом додавання в нього водню.

А ось ідею уловлювання з'єднання СО2 зі складу вихлопних газів Федоров відхилив уже на початку своїх досліджень. Пояснення просте - для відбору СО2 потрібно дуже багато енергії і великі резервуари для зберігання цього з'єднання.

За твердженням Федорова, його розробка могла б вже через 2-3 роки впроваджуватися в серійні автомобілі, але поки недоступна через дорожнечу установки для вилучення СО2 з палива та необхідності створення нової мережі газових заправок з сховищами вуглекислого газу.

За твердженням Федорова, його розробка могла б вже через 2-3 роки впроваджуватися в серійні автомобілі, але поки недоступна через дорожнечу установки для вилучення СО2 з палива та необхідності створення нової мережі газових заправок з сховищами вуглекислого газу

Lotus - за метанол

В іншому напрямку працюють в підрозділі компанії Lotus Engineering, яка займається доведенням двигунів внутрішнього згоряння, розробкою технологій використання альтернативних палив і створенням електро- і гібридних силових установок для автомобілів. Її головний конструктор Джеймі Тернер - прихильник використання метанолу.

Перевага метанолу в тому, що паливо може виготовлятися з відходів деревообробної промисловості (біопаливо), створюватися шляхом додавання водню (Н) до вуглецю (СО2), збирається в навколишньому повітрі (синтетичний метанол). У останнього напрямку велика перспектива, так як забезпечується зниження вмісту вуглецю в атмосфері. Використовуючи синтетичний метанол, автомобілі можуть бути вуглецю-нейтральними, як і з паливними елементами. І на відміну від паливних елементів, для автомобілів на метанолі не потрібно створювати нову інфраструктуру заправних станцій.

У метанолу є ще одна перевага - після того, як в своїх надрах наша земля закінчаться нафта і газ, всі існуючі автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння можуть бути легко модернізовані і оснащені установками по виробництву метанолу безпосередньо на борту.

На даний момент Lotus Engineering продовжує впроваджувати в життя трехтоплівную концепцію. Перша ластівка в цьому напрямку - модель Exige 270E, оснащена бензиновим мотором, який може працювати на бензині, на метанолі і на етанолі. Для роботи на трьох видах палива конструкція мотора лише трохи змінюється:

  • встановлюються датчики виявлення алкоголю (метанол - спирт);
  • в ЕБУ двигуна записано кілька програм для роботи на різних видах паливах;
  • встановлюються топлівопроводи і бак, що не бояться спирту, а також більш продуктивний паливний насос і форсунки.

Все інше - як у звичайному автомобілі і навіть паливний бак загальний, так як бензин змішується з метанолом і етанолом.

Синтетичний метанол володіє кращими характеристиками, відповідно, підвищується ККД двигунів внутрішнього згоряння. Це дуже важливо, так як надбавка енергії підвищує ефективність роботи нагнітачів повітря (турбо- і механічні компресори), що в підсумку дозволяє зменшити робочий об'єм і відповідно вага двигунів. А все це - економія палива.

Природний і біогаз

Ще один напрямок впровадження і розвитку альтернативних видів палива - природний (метан, стислий) газ і біогаз, які в порівнянні з бензином при згорянні виділяють на 20% менше СО2.

Найбільш «просунуті» в використанні біогазу на автотранспорті такі країни, як Швеція і Швейцарія, де створена мережа газових заправок (compressed natural gas - CNG), велика частина з яких пропонує автовласникам біогаз. У Німеччині та Австрії біогаз навіть використовують в побутових газових мережах.

У Німеччині автомобілі, експлуатовані на природному газі, до 2018 року мають найнижче оподаткування. У перерахунку витрат на експлуатацію автомобіля в Європі виходить, що витрати на газоподібне паливо нижче більш ніж на 50% в порівнянні з бензином і приблизно на 30% в порівнянні з дизелем. Поки мережа метанових заправок в Європі не така вже й велика, але вже ведуться роботи по її збільшенню. Так, найближчим часом в Німеччині планують побудувати близько 150 газових заправок.

В Україні ГБО під стиснений газ дозволяє знизити витрати на паливо на 50-60%.

Але на шляху розширення масового використання метану і біогазу є одна серйозна проблема - для його зберігання на борту автомобіля в необхідній кількості раніше застосовували великі і важкі сталеві балони. Саме тому до недавнього часу цей вид системи харчування найчастіше використовувався в мінівенах, де більше місця для розміщення балонів.

Зрушити з мертвої точки зважилася компанія Audi, інженери якої зробили модифікацію седана A5 в газовому виконанні 2,0т-CNG. Вони знайшли найбільш вільні обсяги в кузові автомобіля, використовували місце, де знаходилися великий і середній глушники, і розмістили в них чотири балони загальним обсягом 130 л для заправки 21 кг газу CNG. Бензобак зменшили в обсязі до 14 літрів, чого достатньо для пробігу 180 км. Балони виготовлені з сучасного углеволоконного матеріалу з добавками алюмінію, тому їх вага - всього 90 кг, що в кілька разів менше, ніж при використанні сталевих балонів. Запас ходу з таким обсягом газу становить 420 км.

Для підвищення ККД двигуна застосували технологію TFSI (турбонаддув плюс безпосереднє уприскування), яку запровадили в дволітровий мотор, отриманий шляхом модернізації 1,8-літрового. В результаті 163-сильний агрегат видає однакову потужність як при роботі на бензині, так і на газі. Більш того, після газифікації не погіршились динамічні характеристики машини, розгін до "сотні" займає всього 8,9 с, а максималка досягає 228 км / ч. Максимальний крутний момент 260 Нм мотор розвиває при 1500 об / хв. Викиди СО2 у газовій модифікації TFSI також на 20% нижче, ніж у бензинового TFSI.

Довідка

Біогаз - газ, що отримується в результаті бродіння (розкладання) біомаси під під впливом декількох видів бактерій, в тому числі і метаноутворюючих. Біомасою можуть служити гній, зернова і меласная послеспиртовая барда, водорості, пивна дробина, буряковий жом, відходи рибного і забійного цехів, трава, побутові відходи, відходи молокозаводів і виробництва біодизеля, соків, картоплі, і т. Д.

До складу біогазу входять метан (55-75%), вуглекислий газ (25-45%) і деякі домішки. В процесі очищення біогазу від СО2 отримують биометан - аналог природного газу, який відрізняється тільки походженням. Виробництво біогазу дозволяє запобігти викидам метану в атмосферу, який ще сильніше (в 21 разів) сприяє парниковому ефекту.

Історія

Людство застосовує біогаз дуже давно. У II тисячолітті до н. е. в Європі вже працювали примітивні біогазові установки. Алемани, що населяли заболочені землі басейну Ельби, вважали, що горючий газ, що накопичується в ямах на болотах, - це дихання Дракона. Вони шили зі шкіри тенти, накривали болото, а по шкіряним трубах відводили газ до осель, використовуючи його для обігріву та приготування їжі.

У XVII столітті Ян Баптист Ван Гельмонт виявив, що розкладається біомаса виділяє горючий газ. А в 1776 році Алессандро Вольта прийшов до висновку, що є залежність між кількістю розкладається біомаси та кількістю газу, що виділяється. У 1808 році Хемфрі Деві в біогазі виявив метан.

Перша задокументована біогазова установка була побудована в Індії, в місті Бомбеї, в 1859 році. У 1895 році біогаз використовувався для освітлення англійських вулиць. А в 1930-му були знайдені бактерії, які беруть участь в процесі виробництва газу.

Переваги метанолу і етанолу

  • Відновлюються з відходів сільського господарства.
  • Синтезуються з СО2 шляхом з'єднання з воднем.
  • Являють собою рідини при атмосферних температурах і тисках.
  • Виділяють менше енергії, ніж бензин, але більше, ніж водень.

Недоліки водневого палива

  • Водень дуже легкий, тому для транспортування і зберігання його необхідно стискати або охолоджувати до -253 ° С.
  • На стиснення водню витрачається 10% енергії, а на перетворення його в рідину потрібно витрачати ще 30-40%. Ця енергія безповоротно втрачається при зворотному перетворенні рідкого водню в газоподібний.
  • При спалюванні 1 літра бензину виділяється у розмірі 2900 разів більше енергії, ніж при спалюванні літра газоподібного водню при 1 атм.

Підготував Юрій Дацик
Фото фірм-виробників

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.

Разделы

» Ваз

» Двигатель

» Не заводится

» Неисправности

» Обзор

» Новости


Календарь

«    Август 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Архив

О сайте

Затраты на выполнение норм токсичности автомобилей в США на период до 1974 г.-1975 г произошли существенные изменения. Прежде всего следует отметить изменение характера большинства работ по электромобилям: работы в подавляющем большинстве стали носить чисто утилитарный характер. Большинство созданных в начале 70х годов электромобилей поступили в опытную эксплуатацию. Выпуск электромобилей в размере нескольких десятков штук стал обычным не только для Англии, но и для США, ФРГ, Франции.

ПОПУЛЯРНОЕ

РЕКЛАМА

www.school4mama.ru © 2016. Запчасти для автомобилей Шкода