Ha ez igaz, akkor a fenntartható közlekedés forradalmának következő nagy dobása az ammónia, ami nem elég, hogy tiszta elemekre bomlik, üzemanyagcellákban és belsőégésű motorokban egyaránt használható.
Az elektromos járművek fokozódó népszerűségének hatására egyre több kutatót foglalkoztatnak a közlekedés alternatív üzemanyagai, köztük például a tiszta és hatékony hidrogén, amelynek elégetésével csak víz keletkezik. De hogyan és miért rúghat labdába mellette az ammónia? Mivel a hidrogén tárolása és szállítása nagy nyomást és alacsony hőmérsékletet igényel, egyelőre elég sokan kételkednek benne, hogy igazi alternatívája lehet a benzinnek és a gázolajnak, de a szakértők szerint éppen ez az, amiben jó szolgálatot tehet a hidrogéntartalmú ammónia.
Az elektromos járművek forradalmának egyik fő mozgatórugója a lítium-ion akkumulátor, hiszen nagy energiasűrűséget és hosszú élettartamot kínál. Nem lehet azonban eléggé hangsúlyozni, hogy a lítium nem megújuló erőforrás, a kitermelése és előállítása pedig komoly környezeti és társadalmi hatással jár.
A Nemzetközi Energiaügynökség szerint a lítium iránti kereslet a 2030-as évekre várhatóan meghaladja a 2,4 millió tonnát, ami jelentős növekedés a 2022-ben termelt 130 ezer tonnához képest. Ez már 2025-ben lítiumhiányhoz vezethet, ami aggályokat vet fel az elektromos járművek fenntarthatóságával és megfizethetőségével kapcsolatban.
Ilyen helyzetben az ammónia ígéretes alternatív tiszta üzemanyagként jelenhet meg. Egy nitrogénatomból és három hidrogénatomból álló vegyület (NH3), ami megújuló forrásokból, például nap-, szél- és vízenergiából állítható elő, ráadásul tárolására és szállítására sokkal alkalmasabb, mint a tiszta hidrogén.
Az ammónia önmagában nem ég könnyen, ezért általában benzinnel kell keverni. De mi ha lenne ha az ammóniát kizárólagos üzemanyagként használhatnánk a motorokban? Ezt a remek kérdést Mitsuhisa Ichiyanagi professzor és kollégái tették fel maguknak a tokiói Sophia Egyetemen, még 2019-ben. Mostanra úgy tűnik a válasz is megvan.
A japán tudósok olyan motorokat terveztek, amelyek benzin nélkül, tiszta ammóniával működnek. A megoldásuk kulcsa az, hogy optimalizálják a szívónyílás nyitási körülményeit, amelyek befolyásolják, hogyan keveredik a motorban a levegő és az üzemanyag. Az Energies folyóiratban közölt tanulmány szerint a különböző szívónyílások örvénylő áramlási mintázatot hozhatnak létre a hengerben, ami növeli az égés hatékonyságát és csökkenti a károsanyag-kibocsátást. Mint írják, az örvénylő áramlás segít egyenletesebb és homogénebb keveréket létrehozni, ami jobb égést és alacsonyabb károsanyag-kibocsátást eredményez.
A bizonyításhoz a kutatók egy optikai egyhengeres dízelmotort használtak, üveghengerrel és -dugattyúval, illetve kétféle, tangenciális és spirál alakú szívónyílással. Az apró szilícium-dioxid-részecskék mozgását nagysebességű kamerával rögzítették, és rájöttek, hogy a spirális nyílás már a kezdetektől örvénylő áramlást generált, míg a tangenciális nem. Utóbbi csak akkor mutatott örvénylést, amikor a levegő a henger falához ért, és irányt váltott.
A kutatók a szívónyílások különböző kombinációit tették próbára: a spirálnyílást teljesen nyitva tartották, míg az tangenciálist 0–100 százalék között váltogatták, és amikor 25 százaléknál nagyobb mértékben nyitották meg, a kompressziós löket korai szakaszában ugyancsak örvénylő áramlás alakult ki. Mindkét megoldás működőképesnek tűnik, ezért a tudósok úgy vélik, az ammónia mindenképpen utat nyithat a tisztább és fenntarthatóbb motorok, illetve közlekedés felé. Most azt tervezik, hogy a vizsgálatokat ammónia-benzin keverékekkel és tiszta ammóniával egyaránt folytatják.
„Bár vannak még leküzdendő kihívások, mielőtt az ammóniával működő járművek valósággá válnak, a kutatásunk elég ígéretes a jelenlegi és jövőbeli dekarbonizációs célok eléréséhez. Az ammóniával működő motoros járművek kifejlesztése várhatóan nemcsak a motorok szén-dioxid-kibocsátásának csökkentését fogja eredményezni, hanem hozzájárul a hidrogénenergiával működő társadalom megvalósításához is” – summázta Ichiyanagi professzor.
Gábor János
Főoldali kép: Freepik
Budapesten alakítja ki új üzleti szolgáltató központját a Janus Henderson globális alapkezelő vállalat.
Gyorsabban haladnak a tervezettnél a paksi atomerőmű bővítésének munkálatai, így már a december 15-én kezdődő héten el tudják kezdeni a szakemberek az első beton öntését közvetlenül megelőző műszaki feladatok végrehajtását – jelentette be Szijjártó Péter külgazdasági és külügyminiszter december 9-én Moszkvában.