Μια απλή, οικονομικά προσιτή και όπως φαίνεται σίγουρη λύση στο πρόβλημα που έχει δαιμονοποιήσει τους κινητήρες ντίζελ –τις εκπομπές NOx– ανακαλύφθηκε από ομάδα Βρετανών ερευνητών του πανεπιστημίου του Loughborough.

To σύστημα, με την ονομασία ACCT (Ammonia Creation and Conversion Technology) έχει φτάσει σε τόσο πολλά υποσχόμενο σημείο, που οι δημιουργοί του κυριολεκτικά πολιορκούνται από κατασκευαστές αυτοκινήτων, προμηθευτές εξαρτημάτων, ακόμη και ιδιοκτήτες μεγάλων στόλων αυτοκινήτων ντίζελ, οι οποίοι έχουν ακούσει για την καινοτομία αυτή και καίγονται να την εφαρμόσουν για να λύσουν αυτό που θεωρούν ως το πιο επείγον πρόβλημα της αυτοκίνησης.

Η ομάδα – της οποίας ηγούνται ο Graham Hargrave, καθηγητής οπτικής διαγνωστικής, και ο Jonathan Wilson, ερευνητικός συνεργάτης, υποψήφιος PhD, που είχε και την ιδέα– δουλεύει πάνω στις εκπομπές καυσαερίων εδώ και πολλά χρόνια, αλλά έκανε το μεγάλο βήμα την τελευταία διετία.

H ομάδα πιστεύει ότι το ACCT μπορεί αρκετά εύκολα να εξελιχθεί, από το στάδιο που βρίσκεται τώρα, ώστε να μπει σε παραγωγή μέσα σε δύο χρόνια, «με τη σωστή υποστήριξη».

Πώς λειτουργεί το ACCT
Με δυο λόγια, το σύστημα μετατρέπει το AdBlue, το παγκόσμια διαθέσιμο παρασκεύασμα ουρίας για την επεξεργασία των καυσαερίων, σε ένα ειδικό, πλούσιο σε αμμωνία «υγρό ACCT», κάτω από αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες σε ένα ειδικό διαμέρισμα του συστήματος εξαγωγής.

Όπως και στα υπάρχοντα συστήματα επιλεκτικής καταλυτικής αναγωγής (SCR), το σύστημα στη συνέχεια χρησιμοποιεί την ελεύθερη αμμωνία για να «διαλύσει κυριολεκτικά τα NOx», μετατρέποντάς τα σε άζωτο και νερό. Η κρίσιμη διαφορά ανάμεσα στα δύο συστήματα είναι ότι το υγρό ACCT λειτουργεί με υψηλή απόδοση ακόμη και σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας εξαγωγής, όπου τα υπάρχοντα συστήματα δυσκολεύονται.

Οι προκαταρκτικές δοκιμές σε ένα ταξί πόλης Skoda δείχνουν ότι το ACCT μπορεί να δεσμεύσει το 98% των οξειδίων του αζώτου (NOx) που υπάρχει στα καυσαέρια, έναντι μόνο 60% που καταφέρνει το συμβατικό σύστημα προδιαγραφών EU6 στο ίδιο αυτοκίνητο. Κι αυτό, πριν ακόμη οι ερευνητές έχουν την ευκαιρία να ρυθμίσουν το ACCT ώστε να έχει τη βέλτιστη απόδοση.

Εμπειρογνώμονες που ξέρουν για το σύστημα ήδη μιλούν για κινητήρες ντίζελ με «ουσιαστικά μηδενικές εκπομπές» και θεωρούν το ACCT ακόμη πιο σημαντικό από την έλευση της τροφοδοσίας common-rail εδώ και 20 χρόνια.

Το πρόβλημα των οξειδίων του αζώτου
Την τελευταία δεκαετία, τα NOx έχουν αναδειχθεί σε διαβόητο πρόβλημα. Κι αυτό οφείλεται στο ότι οι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ δουλεύουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες καύσης για λόγους απόδοσης, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται περισσότερα NOx. Το γεγονός αυτό οδήγησε σε αύξηση της ευαισθητοποίησης απέναντι στην επιβλαβή επίδραση των NOx στην υγεία. Πρόσφατη έρευνα της ΕΕ κατέληξε στο ότι μειώνουν το προσδόκιμο ζωής σε 71.000 άτομα το χρόνο.  

Από το 2014, η πρακτική της έγχυσης AdBlue στην εξαγωγή των κινητήρων ντίζελ, μέσω καταλυτικών μετατροπέων SCR, έχει αποδειχτεί αποτελεσματική στην πλειονότητα των περιπτώσεων και έχει μειώσει θεαματικά τις μέσες εκπομπές NOx. Όμως, οι ερευνητές του Loughborough υποδεικνύουν ότι εξακολουθούν να υπάρχουν κενά στην απόδοση των SCR – ειδικά όταν οι χαμηλές θερμοκρασίες στην εξαγωγή εμποδίζουν την πλήρη αποσύνθεση του AdBlue, όπως π.χ. όταν το όχημα δουλεύει το ρελαντί μέσα σε κίνηση, ειδικά αν έχει και stop/start. Όταν το SCR υπολειτουργεί, οι εκπομπές NOx αυξάνονται – κι εκεί βρίσκεται η ρίζα του προβλήματος όπου ακόμη και τα καυσαέρια καινούργιων αυτοκινήτων περιέχουν πολλαπλάσια NOx από τα επιτρεπόμενα.  

Όπως εξηγεί ο καθηγητής Ηargrave, υπάρχει μια βαθειά ειρωνεία σ’ αυτό. Ενώ τα NOx έχουν γίνει πρωτοσέλιδο, το CO2 εξακολουθεί να σκοτώνει τον πλανήτη. «Τα NOx είναι κάτι σοβαρό», λέει, «όμως είναι στην πραγματικότητα ένα εντοπισμένο πρόβλημα. Είναι σημαντικό μόνο σε ελάχιστα μέρη. Αν λυθεί, θα μπορέσουμε να ασχοληθούμε ξανά με τη μείωση του CO2, που είναι κάτι σημαντικό παντού».

Ένα μεγάλο μπέρδεμα
Λόγω της ανησυχίας για τα NOx, έχει δημιουργηθεί χάος στην αγορά των ντίζελ στην Ευρώπη. Οι πωλήσεις πετρελαιοκίνητων έχουν μειωθεί κατά 20%, πιέζοντας την αυτοκινητοβιομηχανία και τις υποδομές. Η στροφή προς βενζινοκίνητα οχήματα υψηλότερου CO2 σημαίνει πως χάνονται οι στόχοι της ΕΕ για το CO2, ακριβώς τη στιγμή που πρόκειται να αυστηροποιηθούν.

Για τα ελαφρά επαγγελματικά οχήματα δεν υπάρχει ρεαλιστική προοπτική μείωσης της χρήσης ντίζελ βραχυπρόθεσμα. Οι αναλυτές της αγοράς δεν πιστεύουν ότι οι αγοραστές θα δεχτούν μια ταχεία αλλαγή σε υποκυβισμένα βενζινοκίνητα ή υβριδικά οχήματα. Για τα βαριά φορτηγά, η κατάσταση είναι ακόμα χειρότερη.

Ενώ οι κινητήρες των επιβατικών αυτοκινήτων έχουν μειωμένες εκπομπές NOx και χρειάζονται μικρές μόνο δόσεις AdBlue, τα φορτηγά χρειάζονται πολύ περισσότερο.

Σε συνθήκες κρύας εξαγωγής (π.χ. το χειμώνα), η ατελής διάσπαση του AdBlue αφήνει επιβλαβείς και σχεδόν ακλόνητες εναποθέσεις στο περίπλοκο σύστημα εξαγωγής, οι οποίες μειώνουν τις επιδόσεις ή ακόμα και ακινητοποιούν τα φορτηγά. Αναμενόμενα, υπάρχει ενδιαφέρον για συσκευές παράκαμψης των προδιαγραφών καυσαερίων…

Ο δρόμος προς την παραγωγή
Η ομάδα του Loughborough λέει ότι χρειάζεται τώρα έναν μεγάλο τεχνολογικό συνεργάτη για να βάλει το ACCT σε παραγωγή, όμως φοβάται μην παραχωρήσει φθηνά τα πολύτιμα πνευματικά της δικαιώματα.

Οι διαπραγματεύσεις ανάμεσα στους ειδικούς ΙΡ του πανεπιστημίου και εν δυνάμει συνεργάτες είναι σε εξέλιξη. «Πιστεύουμε ότι χρειαζόμαστε περισσότερο έναν μεγάλο προμηθευτή εξαρτημάτων, αντί για έναν μεμονωμένο κατασκευαστή αυτοκινήτων», λέει ο Hargrave.

Όποια και να είναι η διαδρομή του ACCT προς την παραγωγή, ένας αυξανόμενος αριθμός εν δυνάμει χρηστών του θέλουν απελπισμένα να το δουν να προχωρεί. Διότι μπορεί να δώσει μια μεγάλη παράταση ζωής στα ντίζελ.

[Πηγή: Autocar]