แอมโมเนีย สามารถนำมาใช้แทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้หรือไม่?

เมื่อเดือนกรกฎาคมปีที่แล้ว GAC ผู้ผลิตในจีนประกาศว่ากำลังทำงานร่วมกับโตโยต้าในการใช้แอมโมเนียทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล และประสบความสำเร็จในการใช้เครื่องยนต์สันดาปโดยใช้สารเคมีไร้คาร์บอน

เราเคยได้ยินเกี่ยวกับเมทานอล ไฮโดรเจน และเชื้อเพลิงสังเคราะห์มาทดแทนน้ำมันเบนซินและดีเซล แต่แอมโมเนียล่ะ? เมื่อเร็วๆ นี้ มหาวิทยาลัยโซเฟียในโตเกียวกำลังดำเนินการเพื่อทำให้แอมโมเนียเผาไหม้อย่างมีประสิทธิภาพภายในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์

โมเลกุลแอมโมเนียประกอบด้วยไฮโดรเจน 3 อะตอมและไนโตรเจน 1 อะตอม ดังนั้นจึงเป็นสารไวไฟ แต่ไม่จุดติดไฟง่าย

การวิจัยใหม่นี้มุ่งเน้นไปที่ส่วนพื้นฐานของการพัฒนาเครื่องยนต์ นั่นคือ การเพิ่มการหมุนวนในระบบไอดีเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเผาไหม้

การใช้แอมโมเนียที่ตัดกับน้ำมันเบนซินเป็นวิธีการมาตรฐานในการรับประกันการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพ แต่เป้าหมายในตอนนี้คือการใช้แอมโมเนียเพียงอย่างเดียว เพื่อกำจัดเชื้อเพลิงฟอสซิล

ตั้งแต่ปี 2019 ทีมงานของมหาวิทยาลัยโซเฟียได้มุ่งเน้นไปที่ช่องไอดีเพื่อส่งเสริมการหมุนวนของส่วนผสมก่อนที่จะมาถึงห้องเผาไหม้

‘Swirl’ อธิบายถึงวิธีที่ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงได้รับการกระตุ้นให้เกิดกระแสน้ำวนที่รวมทั้งสองให้เป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ปรับปรุงการเผาไหม้และลดการปล่อยมลพิษ

การผสมเชื้อเพลิงและอากาศทำให้เกิดประโยชน์ด้านประสิทธิภาพเช่นเดียวกันกับเครื่องยนต์สันดาป ไม่ว่าเชื้อเพลิงจะเป็นแอมโมเนีย เบนซิน ดีเซล หรืออย่างอื่นก็ตาม ประเด็นสำคัญของการวิจัยนี้คือการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างระบบไอดีของเครื่องยนต์กับการไหลของก๊าซภายในกระบอกสูบ

นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องยนต์กระบอกเดียวแบบออปติคอลกับกระบอกแก้วและลูกสูบแก้ว กระจกที่ติดตั้งทำมุมในตำแหน่งกระบอกสูบด้านล่างลูกสูบทำให้กล้องที่ติดตั้งอยู่ด้านนอกกระบอกแก้วมองเห็นได้ชัดเจนผ่านเม็ดมะยมลูกสูบเข้าไปในห้องเผาไหม้

เครื่องยนต์กระบอกเดียวแบบออปติคอลเป็นเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบสำหรับการวิจัยการเผาไหม้ และสามารถถ่ายภาพปริ๊นเซสไอดีแบบเรียลไทม์โดยใช้กล้องดิจิตอลความเร็วสูง

และนั่นคือสิ่งที่ทำที่นี่เพื่อศึกษาการหมุนวนที่เกิดขึ้นในการออกแบบพอร์ตทางเข้าประเภททั่วไป

เพื่อให้มองเห็นส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ทีมวิจัยได้เพิ่มอนุภาคซิลิกาขนาดเล็กเข้าไป โดยแต่ละอนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 4.65 ไมครอน (หนึ่งในล้านของเมตร)

การวิจัยพบว่าการออกแบบอย่างหนึ่งที่เรียกว่าพอร์ตแบบเกลียวให้ผลการหมุนวนที่ดี ในขณะที่การออกแบบแบบสัมผัสอื่น ๆ จำเป็นต้องมีการปรับปรุงขนาดของช่องเปิดบางอย่างเพื่อสร้างเอฟเฟกต์ที่ต้องการ

ขั้นตอนต่อไปคือการใช้ผลลัพธ์เพื่อศึกษาการเผาไหม้ของแอมโมเนียบริสุทธิ์และแอมโมเนียที่ผสมกับน้ำมันเบนซินในเครื่องยนต์

 

Cr : autucar

---