Може ли амонякът да замести изкопаемото гориво?

През юли миналата година китайският производител GAC обяви, че е работил с Toyota върху използването на амоняк като заместител на изкопаемите горива и успешно е задвижил двигател с вътрешно горене на химикала, който може да се използва за различни неща.

Факт е, че амонякът има широко приложение - от домашен почистващ продукт до торове за селското стопанство, но някак си изглежда странно да се използва за всички видове транспортна употреба, включително кораби, камиони и автомобили. Екип на университета в Токио обаче вече работи върху ефективното изгаряне на амоняка в горивната камера на двигателя.

Молекулата на амоняка съдържа три атома водород и един азот, така че е запалима, но не е лесна за запалване. Използването му като гориво за двигатели с вътрешно горене всъщност е стара идея, но новите изследвания поемат в различна от досега посока в развитие на двигателя - увеличаване на завихрянето във всмукателния тракт за подобряване на ефективността на горене.

Използването на амоняк, разреден с бензин, е методът, който по подразбиране осигурява ефективно изгаряне, но сега целта е да се използва амоняк самостоятелно, премахвайки изкопаемите горива. Точно това правят и японските учени, които още от 2019 г. са се фокусирали върху всмукателните отвори, за да насърчат завихрянето на сместа, преди да пристигне в горивната камера.

Смесването на горивото и въздуха създава същите ползи за ефективност в двигател с вътрешно горене, независимо дали горивото е амоняк, бензин, дизел или нещо друго. Основната цел на това проучване е да се изследва връзката между всмукателната система на двигателя и газовия поток вътре в цилиндрите.

Учените са използвали оптичен едноцилиндров двигател със стъклен цилиндър и стъклено бутало. Огледало, монтирано под ъгъл в позицията на цилиндъра под буталото, дава на камерата, монтирана извън стъкления цилиндър, добър изглед нагоре през короната на буталото в самата горивна камера.

Оптичните едноцилиндрови двигатели са перфектен инструмент за изследване на горенето и всмукателната принцеса може да бъде заснета в реално време с помощта на високоскоростна цифрова камера. И точно това беше направено тук, за да се проучи завихрянето. За да направи сместа въздух-гориво по-видима, изследователският екип добави към нея малки частици силициев диоксид, всяка от които с размери само 4,65 микрона (милионни от метъра).

В крайна сметка, изследването установява, че една конструкция на мотора, наречен „спирален порт“, създава добър ефект на завихряне, докато в други варианти е необходима известна работа върху размера на отвора на порта, за да се създаде желания ефект. Следващата стъпка на японските учени е да проверят как ще изгарят чист амоняк и амоняк, смесен с бензин, в стандартен двигател.