Automobilių šuolis į kitą šimtmetį? Naujo tipo vandenilio variklis daro tai, apie ką niekada nesapnavome ()
Ar jau galime kalbėti apie realią konkurenciją įprastiems vidaus degimo varikliams?
© DI (Atvira licencija)
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Paprastai į tokio pobūdžio naujienas stengiuosi žiūrėti skeptiškai – juk jau spėjau priprasti prie „revoliucinių“ technologijų, kurios turėjo pakeisti pasaulį... bet nepakeitė. Tačiau automobilių pramonėje erdvės pasireikšti vis dar yra nemažai. Vokietijos mokslininkai teigia žinantys, kaip tuo pasinaudoti ir pakeisti transporto ateitį.
Magdeburgo Otto von Guericke universiteto atstovai pristatė naujo tipo vandenilinį variklį, kurio efektyvumas viršija 60 procentų, o į aplinką neišmetama jokių tradicinių išmetamųjų dujų.
Ar jau galime kalbėti apie realią konkurenciją įprastiems vidaus degimo varikliams?
Pradėkime nuo pradžių. Vokietija pasirinko naujovišką požiūrį į patį degimo procesą. Vietoj klasikinės sistemos, kurioje kuras maišosi su oru ir po reakcijos degimo produktai išmetami į išorę, naujasis variklis veikia beveik uždaru ciklu. Jo viduje cirkuliuoja kruopščiai parinktas vandenilio, deguonies ir argono mišinys. Vandenilis atlieka kuro vaidmenį, deguonis įgalina reakciją, o argonas – kaip tauriosios dujos – stabilizuoja darbo sąlygas ir leidžia pasiekti aukštesnę temperatūrą bei slėgį be nekontroliuojamų cheminių reakcijų.
Būtent argono naudojimas yra vienas svarbiausių visos koncepcijos elementų. Dėl savo fizinių savybių jis pagerina ciklo termodinaminius parametrus, o tai tiesiogiai lemia didesnį efektyvumą. Praktiškai tai reiškia, kad didesnė kure esančios energijos dalis paverčiama naudingu darbu, o ne prarandama šilumos pavidalu. Palyginimui, šiuolaikiniai dyzeliniai varikliai paprastai pasiekia apie 40–45 procentų efektyvumą, tad tai rodo akivaizdžią pažangą.
Ne mažiau svarbi ir uždaro ciklo konstrukcija. Po kiekvieno degimo ciklo dujos nėra išmetamos, o atvėsinamos, išgryninamos ir naudojamos pakartotinai. Pašalinamas daugiausia tik vanduo – pagrindinis vandenilio ir deguonies reakcijos produktas. Likusi mišinio dalis grįžta į sistemą. Dėl to variklis praktiškai negeneruoja išmetamųjų dujų, įskaitant ypač kenksmingus azoto oksidus, kurie yra viena pagrindinių tradicinių dyzelinių variklių problemų.
Pasiektas didesnis nei 60 procentų efektyvumas dera su didele galia. Kūrėjų teigimu, naujasis variklis gali užtikrinti parametrus, prilygstančius dyzeliniams agregatams, todėl jis tampa patraukliu sprendimu sudėtingiausioms sritims. Kalba eina pirmiausia apie sektorius, kuriuose elektrifikacija susiduria su rimtais technologiniais barjerais, pavyzdžiui, tolimojo susisiekimo sunkvežimius, žemės ūkio mašinas, statybų techniką ar stacionarius generatorius.
Ypatingą susidomėjimą šia technologija rodo jūrų pramonė, kurioje spaudimas mažinti emisijas auga labai sparčiai. Šiame sektoriuje baterijos dažnai yra per sunkios arba pasižymi per mažu energijos tankiu, kad taptų realia alternatyva. Vandenilinis variklis su dideliu efektyvumu ir nuline emisija gali užpildyti spragą tarp klasikinio iškastinio kuro ir visiškai elektrinių sprendimų.
Tačiau tai nereiškia, kad turime pasiduoti aklam optimizmui ir skelbti galutinę sėkmę. Likime realistais, nors neslėpkime: šiek tiek optimizmo čia esama. Technologija, apie kurią rašome, susiduria su tam tikrais apribojimais, pavyzdžiui, santykinai mažu galios tankiu dėl vandenilio kiekio, kurį galima įpurkšti į cilindrą per vieną ciklą. Kita problema gali būti laipsniškas teršalų kaupimasis, pavyzdžiui, anglies dioksido, atsirandančio degant tepimo priemonėms, kas ilgalaikėje perspektyvoje gali turėti įtakos sistemos našumui. Nepaisant šių ribojimų, projektas jau dabar traukia pramonės dėmesį ir mes galime jį įrašyti į potencialių alternatyvų klasikinėms kuro rūšims sąrašą.
