能源科学-加氢燃料今年试用
加氢燃料今年试用
减少汽车污染另辟途径
胡文中
1999年在美国西雅图召开的美国物理学会会议上,马萨诸塞州理工学院的工程师们报告说,把四分之一的普通燃料在燃烧前转化为富含氢的气体,会是制造环保汽车的关键。
氢气本身并非是一种受人欢迎的燃料。但是,当它在引擎内与汽油或柴油混合在一起燃烧时,这种混合燃料就能很充分地燃烧,放出很少的氧化氮。这种氧化氮通常由汽车排出,并出成光化学烟雾。
然而,使用氢的最大问题是储存,因为它是很轻的气体。要储存可供实用量的氢气,就必须使用一个壁厚而坚固的高压罐,而这样的罐是不适宜放在汽车上的。因此,麻省理工学院的研究小组决定用由汽车上自身的燃料生成氢气的办法代替储气罐。
为了达到这一目的,研究人员研制了一种酒瓶大小的“等离子体发生器”。它用一放电器来电离碳氢化合物燃料和空气的混合物。然后,等离子体部分被氧化,形成一氧化碳和氢。这种等离子体发生器已被成功地在传统的汽车引擎上试用。今年,研究小组将在以甲烷为燃料的汽车上试用。
由等离子体发生器产生的富含氢的气体被送入汽车引擎,在这里与空气和更多的燃料混合。这些气体帮助碳氢化合物燃料更完全地燃烧。麻省理工学院等离子体学与聚变研究中心的等离子体技术部负责人丹·康恩说:“产生富含氢的气体需要能量,但能使引擎更高效地工作,总体来说不存在增加与损失的问题。”
减少污染是等离子体发生器的主要目标。汽车上的催化转换器在冷的时候是不能工作的。因此,在汽车刚发动时,它们不能分解排气系统内的污染物。当汽车引擎开始发动时,仅使用富含氢的气体就可减少90%的碳氢化合物的排放。几分钟后,等“热身”到足以工作了,这种引擎转而使用一份富含氢的气体和三份碳氢化合物燃料。
康恩介绍说:“我们现在能把低品质的燃料转换为高品质的燃料”。他并举证了在柴油和玉米油引擎内加氢的成功实验事例。2000年计划进行的公共汽车测试,将评估等离子体发生器在燃烧甲烷时引擎内减少氮氧化物的程度。
康恩认为,等离子体发生器最大潜能的发挥应用是在低排放、高效能的混合引擎(既使用碳氢化合物燃料又使用电动引擎)的汽车上。比起福特和戴姆勒克莱斯勒等汽车公司计划在2004年才推出的氢燃料动力小轿车,使用加氢燃料的轿车成本更低,推向市场也将更快。
摘自世界科学译报