در زمانی که دانشمندان به توسعه وسایل نقلیه الکتریکی مبتنی بر باتری یا سلول‌های سوختی برای مقابله با گرمایش زمین فکر می‌کنند، تویوتا با رونمایی از موتو پاک آمونیاک‌سوز تمیز، راه‌حل مقرون‌به‌صرفه‌تری را پیشنهاد کرده است
کامران حیدری
دنیای پردازش آنلاین: سال‌هاست که خودروهای الکتریکی آینده صنعت حمل‌ونقل را ترسیم می‌کنند و در این بین، رقابت بین سلول‌های سوختی یا باتری‌ها به‌عنوان منبع ذخیره انرژی هر روز گسترده‌تر شده است. اما تویوتا، غول خودروسازی ژاپنی، با رونمایی از موتور احتراق داخلی که به جای هیدروکربن ها (بنزین، گازوئیل، الکل و غیره) از آمونیاک به عنوان سوخت استفاده می کند، راه حل متفاوت و مقرون به صرفه تری را پیشنهاد کرده است.
به گزارش ecoticias بسیاری از کارشناسان معتقدند با توجه به ذخایر آب رایگان زمین، تولید هیدروژن و ذخیره آن در پیل های سوختی از نظر اقتصادی و عملیاتی کارآمدتر است. از سوی دیگر کشورهایی مانند چین که دارای ذخایر اصلی فلزات کمیاب و با ارزش مورد استفاده در باتری هستند، توسعه سریع و گسترده فناوری باتری را تشویق می کنند به طوری که جهان مجبور به استفاده از فناوری باتری می شود.
با این حال، قیمت بالاتر، استفاده از فلزات گران قیمت مانند پلاتین در پیل سوختی و فقدان زیرساخت استخراج و توزیع هیدروژن، موانع بسیار مهمی در پذیرش فناوری سلول سوختی و هیدروژن به عنوان منبع انرژی برای وسایل نقلیه آینده است.
تویوتا، غول خودروسازی ژاپنی، مانند بسیاری از خودروسازان دیگر، به دنبال کاهش آلایندگی در خودروها بوده است. جالب‌تر اینکه تویوتا ضمن تحقیق در مورد وسایل نقلیه الکتریکی و استفاده از فناوری‌های باتری و سلول سوختی، ایده موتور احتراقی آمونیاک‌سوز را نیز دنبال کرده است.
آمونیاک از کربن استفاده نمی کند. بنابراین، نتیجه احتراق فقط نیتروژن و مولکول های آب است و در نتیجه تا 90 درصد از انتشار گلخانه ای خودروها کاهش می یابد. این موتور آمونیاکی علاوه بر دارا بودن ویژگی های زیست محیطی استثنایی، مبتنی بر توسعه قابلیت های ساخت موجود بوده و در بسیاری از موارد از شبکه های توزیع موجود استفاده می کند.
موتور جدید توسعه یافته توسط تویوتا و GAC یک موتور احتراق داخلی 2.0 لیتری توربوشارژ است که به طور خاص برای عملکرد آمونیاک بهینه شده است و آزمایشات اولیه نشان داده است که عملکرد پایدار و راندمان حرارتی موتور بسیار نزدیک به خودروهای بنزینی است. با این تفاوت که میزان آلودگی بسیار کمتر است.
موتور آمونیاک چگونه کار می کند؟
موتورهای مبتنی بر منبع آمونیاک از آمونیاک (NH3) به عنوان سوخت به جای هیدروکربن هایی که بنزین یا گازوئیل را تشکیل می دهند، استفاده می کنند. آمونیاک ترکیبی از یک اتم نیتروژن و سه اتم هیدروژن است و می تواند به عنوان سوخت در موتورهای جرقه ای دو زمانه با تغییرات جزیی استفاده شود.
مکانیسم کار موتور آمونیاکی و سوزاندن سوخت آمونیاک کاملاً شبیه موتورهای بنزینی سنتی است. به همین ترتیب، مخلوط سوخت آمونیاک و اکسیژن (هوا) وارد محفظه احتراق شده، سپس فشرده شده و در نهایت توسط شمع مشتعل می شود.
البته ویژگی های احتراق آمونیاک با بنزین متفاوت است. آمونیاک دارای نقطه اشتعال خودکار بالاتری است، بنابراین احتراق آن دشوارتر است و سوختن آن نسبت به سایر سوخت های رایج بیشتر طول می کشد. برای کارکرد موثر موتور در فاز گاز، استفاده از نسبت تراکم بالاتر ضروری است.
البته نباید فراموش کرد که در سوزاندن ترکیبات نیتروژنی، ترکیبات خطرناک نیتروژن و اکسیژن NOx نیز می توانند تشکیل شوند. اما از آنجایی که آمونیاک کربن ندارد، باعث آلودگی کربن نخواهد شد و می توان از آمونیاک برای موتورهای احتراق داخلی استفاده کرد.
نمونه های اولیه موتورهای آمونیاکی قابلیت های عملکردی قابل مقایسه با موتورهای بنزینی را نشان داده اند. تویوتا و GAC با آزمایش موتور 2.0 لیتری غیر پلاتینیومی به 123 کیلووات (حدود 165 اسب بخار) قدرت و 300 نیوتن متر گشتاور دست یافتند.
البته توسعه این موتور در مراحل اولیه است و هنوز می توان کارهای بیشتری برای بهبود سیستم انجام داد. با توجه به راندمان سوزاندن، نسبت تراکم و زمان چرخه احتراق را می توان برای به حداکثر رساندن استخراج انرژی از آمونیاک تنظیم کرد.
چه کسی می داند که آیا این موتور آمونیاکی به نقطه عطف تاریخی تبدیل می شود که صنعت سال ها آرزوی آن را داشت و با برق (باتری یا سلول سوختی) تصور می شد. با این حال، این می تواند راه حلی برای به حداقل رساندن تخریب باتری، افزایش برد و کاهش زمان شارژ به حداقل سطوح باشد. در هر صورت فراموش نکنیم که تولید آن نیز باید سبز باشد تا مشکل تشدید نشود.
