澳洲團隊研發新型「氫柴油混合發動機」,大幅減少二氧化碳排放85%以上

  发布时间:2024-05-19 06:41:11   作者:玩站小弟   我要评论
這種新型的氫柴油混合發動機被起了「第二個寶寶」的暱稱,它有助於讓澳洲的重工業減少碳排放。巨大的試驗台安裝在一個單獨的房間裡,試驗台上的發動機在外表上同其他類型的發動機大同小異,但在它的金屬外殼下是具有 。

這種新型的澳洲氫柴油混合發動機被起了「第二個寶寶」的暱稱,它有助於讓澳洲的團隊碳排重工業減少碳排放。

巨大的研發油混氧化試驗台安裝在一個單獨的房間裡,試驗台上的新型發動機在外表上同其他類型的發動機大同小異,但在它的氫柴金屬外殼下是具有可能改變遊戲規則的新技術。

澳洲新南威爾斯大學(UNSW)的合發工程師說,他們成功地將常規柴油機進行了改造,動機大幅它能夠使用氫和少量柴油的減少混合燃料,這種被登記專利的放%技術能夠將二氧化碳排放減少85%以上。

這是澳洲新南威爾斯大學機械和製造工程專業的肖恩.郭(Shawn Kook,音譯)教授和他的團隊碳排團隊的技術成果。

肖恩.郭教授在他在雪梨的研發油混氧化實驗室裡對BBC記者說,「將現有的新型柴油發動機改造成使用清潔燃料的氫發動機,吸引了巨大的氫柴關注和興趣。」 許多問詢來自德國、合發南非、巴西、日本和中國。

他補充說,「我們將氫直噴系統安裝在現有的柴油機裡面,這種技術能夠應用於任何常規發動機。」

按照郭教授的說法,他們的技術的獨特性在於它能將氫和柴油混合,把混合燃料送進活塞發動機內產生燃燒。

新南威爾士大學機械和製造工程專業的肖恩·郭

Photo Credit: BBC News

郭教授說,改裝柴油機讓它們使用氫燃料吸引來多方的興趣

和石化燃料不同,氫燃料燃燒的時候不產生二氧化碳,因此氫被視為綠色燃料來源。

新南威爾斯大學的混合柴油機使用的燃料中90%是氫,但是加入氫是個精心計算的過程。

郭教授解釋說,如果沒有在適當的時機在混合燃料中添加氫,「就會發生爆炸,能將整個系統燒毀」。

他說研究表明在發動機氣缸內對氫和空氣混合加以控制,能有助於抵消有害的二氧化氮排放,這一直是對氫發動機進行商業化應用的障礙。

雪梨研究團隊認為,只需幾個月後,採礦業、交通和農業中的任何柴油機卡車和動力設備,都可以安裝新型的混合系統。

不過,郭教授懷疑汽車行業是否會對混合燃料技術感興趣,在汽車行業中電力和混合動力車輛已經有了很大發展,它們正在取代柴油汽車。

不過他說澳洲價值億萬的採礦業需要某種解決方案,將礦業當中所有的柴油動力設備盡快進行改裝。

改裝的柴油機能夠使用氫-柴油混合燃料

Photo Credit: BBC News

這台普通的柴油機使用的混合燃料中,氫佔多達90%

他說,「我們已經有了如此多的柴油動力發電機、巨型卡車和地下機械,我們如何減少這些已有的柴油發動機的碳排放呢?一個辦法就是停用所有這些機器,然後引用新技術,這個過程需要數十年。」

利用混合型發動機使用氫-柴油混合燃料的計劃,在沒有氫燃料的情況下,這種發動機還能返回只使用柴油的狀況。

郭教授希望他研發的新一代發動機能在兩年內實現商業化。

雪梨一個公益智庫「氣候能源資助」的負責人巴克利(Tim Buckley)認為,這種技術有很大潛力,將「大幅度改變澳洲的採礦業」。

他說,「我所作工作對評估什麼是不切實際的樂觀、什麼是現實的懷疑態度需要一直存在。但即便如此,新南威爾斯大學取得的突破的確看上去很務實。如果他們能成功,這會帶來巨大的機會。」

澳洲的這個團隊是研發混合柴油發動機全球競賽的一部分。其他國家的工程師也在努力致力於新概念和設計,但是雪梨的研發團隊認為他們有領先的地方。

新南威爾斯大學來自中國的博士生劉新宇(Xinyu Liu,音譯)說,他認為與世界其他研究團隊相比,他們取得了更高的氫同柴油的混合比例。

他說,「就排放和二氧化碳而言,我們的方法比其他方法降低排放幅度更大。整個概念已經通過使用已有的小型發動機得到了證明。我們正努力擴大這個概念的應用規模,這對於工業界更有意義。」

新南威爾士大學來自中國的博士生"劉新宇"(音)

Photo Credit: BBC News

新南威爾斯大學來自中國的博士生劉新宇(左)認為,和世界其他研究團隊相比,他們取得了更高的氫氣同柴油的混合比例。

郭教授說,新南威爾斯大學的「二號寶寶」的放大版是原型機的兩倍,可能「大幅度減少二氧化碳排放」。

這個設計發表在國際《氫能源》期刊上刊登的論文中。

新發明對環境的許多影響,將取決於氫原料來自何處。少量氫能夠從地面直接獲取,大部分氫要靠生產取得,而生產過程有二氧化碳排放。

綠色氫來自使用再生發電獲得的電力電解水,分解氫氣和氧氣。但是這種技術和電力獲取成本很高,因此在目前只有少部分氫使用這種辦法獲得。

不過在陽光和風力充足的情況下,獲取氫成本很可能會減少,澳洲具有再生發電的巨大潛力,將來有一天這種再生電力能夠被用來製造綠色氫。

獨立機構氣候委員會認為,可持續氫能夠讓澳洲有機會放棄依賴石化能源。

該委員會在2021年的一份報告中說,澳洲是實際上最大的煤炭出口國之一,也是一個最大的液化天然氣出口國。這都是有污染的石化燃料,澳洲正在為極端天氣變得更加頻繁付出代價,諸如經常發生的野火、熱浪和乾旱。

新南威爾士的風電

Photo Credit: Getty Images / BBC News

澳洲在再生能源發電方面具有很大潛力,因此有很好的綠色氫前景。

目前新南威爾斯大學的項目仍然處於實驗室中的起步階段。研究人員的努力需要外界投資,和礦業公司和發動機製造商的一線專門知識。

郭教授說,「我們的目標是先給澳洲礦業、農業和建築業帶來影響,然後再向世界其他地方推廣,產生更大的影響力。」

澳洲有世界上最大的一些資源公司,他們都致力於大力推進減少碳排放。技術是其中的關鍵。

巴克利說,「利用現有的發動機,把氫和柴油混合的想法是重工業和採礦實現去碳排放的關鍵。」

他向新南威爾斯大學的工程師們提出一個現實存在的問題:「他們能否把發明推廣到大學以外,在商業化環境中複製普及?」

本文經《BBC News 中文》授權轉載,原文發表於此

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責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航


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