氨發動機的工作原理,會比電動汽車更環保?

氨不是一種罕見的化學物質。如果您從事農業工作或進行任何類型的園藝活動,您可能會經常接觸到它,因爲大約 80%生產的氨被用於肥料。它還有其他用途,例如在家庭清潔產品中。不太爲人熟知的是,氨具有可燃性,這意味着它能夠爲內燃機車輛提供動力。

雖然 日產已決定停止投資汽油發動機 以專注於電動汽車,但豐田是一家選擇不放棄內燃機,而是爲其尋找替代燃料的大型汽車製造商。 氨作爲燃料實際上並非一個新概念,因爲在二戰期間就有部分車輛使用了它。而且豐田與廣汽集團合作,已經確定,如果將液氨與柴油或氫等其他燃料源混合,它能夠產生一種碳排放量比傳統汽油少 90%的燃料,爲消費車輛提供動力。

爲什麼要將氨與柴油之類的東西混合?氨的問題在於其火焰速度。儘管它是可燃的,但它在發動機中的傳播速度會比傳統汽油慢得多,幾乎無法推動發動機的活塞 。消費者不想要動力低的 車輛。因此,氨需要與其他化學物質混合,碳排放量減少 90%的燃料源聽起來相當不錯(這就是爲什麼一些航運公司使用了氨)。

150 多年來,化石燃料一直在爲世界上那些最大的國家提供動力,給氣候帶來了負面影響。自從這些影響廣爲人知以來,人們一直需要使用清潔能源的車輛。各機構對替代燃料來源進行了研究,包括生物燃料,不過最容易獲取的替代品一直是電動汽車,其不產生排放。電動汽車依靠由一系列電池供電的電動機,車主可以根據需要充電。一些車主相比電動汽車更喜歡混合動力汽車,因爲它們的行駛里程更長。它們仍然會釋放有害的溫室氣體,但遠不及傳統的內燃機汽車。

豐田一直研發的氨燃燒發動機不會產生任何二氧化碳排放,因爲該化學物質不含碳原子。這聽起來很棒很清潔,是吧?不對。正如前面所說,要讓氨用作車輛燃料,它就得和火焰傳播速度更快的其他化學物質相混合。這就是減排幅度爲 90%而非 100%的原因。

接下來是氨燃燒時所釋放的有毒氮氧化物氣體的問題。倘若壓縮系統發生故障,它向大氣中釋放的毒素會比傳統內燃機車輛產生的毒素更爲嚴重。所以,儘管氨本身零碳排放,然而它爲了能夠工作所需的添加物,再加上它對大氣造成的危害,意味着它不比內燃機車輛好多少。

假設壓縮系統完美運行,氮氣絕不會有足以對我們構成真正危險的泄漏量。是的,它可能會成爲與電動汽車和混合動力汽車並列的另一種綠色交通方式。然而,爲了確保發動機運行良好,還必須進行一些其他調整。

首先,氨具有腐蝕性。它可以腐蝕黃銅、鋅、一些塑料和銅,這些都可能在汽車引擎蓋下找到。在這種發動機大規模生產之前,需要針對此情況採取一些措施。此外,氨的沸點相當低。傳統汽油要達到 122 華氏度纔會沸騰,而氨在僅零下 28 華氏度就會沸騰。因此,防止氨過熱的唯一辦法是創建一個溫度低於此的加壓隔間。

這並非做不到,但肯定是一項額外的挑戰。這意味着豐田,或者任何製造這種發動機的公司,不能簡單地修改現有的發動機——他們必須從頭開始製造,把這些特定問題解決掉。這可能會爲其在 有史以來最怪異的發動機中贏得一席之地。