Prospetti għal Applikazzjonijiet tal-Enerġija tal-Ammonja
L-industrija tal-karozzi hija t-tieni l-akbar industrija fid-dinja wara l-industrija petrokimika. Vetturi tradizzjonali tal-fjuwil mhux biss jikkunsmaw ammont kbir ta 'riżorsi taż-żejt mhux rinnovabbli, iżda wkoll jikkawżaw tniġġis ambjentali serju u effett ta' serra. Fil-konfront tal-problemi globali tat-tnaqqis tal-fjuwils fossili u l-prezzijiet taż-żejt li qed jiżdiedu, kif ukoll il-ħsara lill-ambjent ekoloġiku uman ikkawżat mill-egżost tal-karozzi, l-iżvilupp ta 'enerġija nadifa li tiġġedded b'livell baxx ta' karbonju u li taċċellera l-popolarizzazzjoni ta 'vetturi ta' enerġija ġodda hija xejra inevitabbli għall-iżvilupp sostenibbli tal-industrija tal-karozzi kollha.
L-idroġenu ilu meqjus bħala l-iktar sors ideali ta 'enerġija nadifa, u huwa l-oġġett ewlieni ta' riċerka ta 'strateġiji ta' żvilupp ta 'enerġija ta' ħafna pajjiżi. L-idroġenu għandu valur kalorifiku għoli għal kull massa tal-unità, madwar tliet darbiet dak tal-petrol; Il-prodott tal-kombustjoni huwa prinċipalment ilma, li ma jonqosx għall-ambjent u jista 'jiġi riċiklat. Madankollu, l-idroġenu mhuwiex faċli biex likwifika, il-kundizzjonijiet u l-ispiża tal-ħażna u t-trasport huma għoljin; Huwa faċli li tisplodi, b'sigurtà baxxa; Peress li l-applikazzjoni tal-fjuwil teħtieġ kostruzzjoni fuq skala kbira ta 'stazzjonijiet ta' riforniment ta 'l-idroġenu, b'investiment kbir ta' fondi u kwistjonijiet ewlenin oħra għadhom ma ġewx solvuti, u l-użu fuq skala kbira ta 'l-idroġenu bħala sors ta' enerġija għall-karozzi għall-karozzi ġie limitat serjament.
L-ammonja hija wkoll kompost ħieles mill-karbonju li jipproduċi biss ilma u nitroġenu u ammont żgħir ta 'ossidi tan-nitroġenu meta jinħarqu, u jista' jintuża bħala sors ta 'enerġija nadifa biex jissostitwixxi l-fjuwils fossili. Id-densità tal-enerġija ta 'l-ammonja hija ogħla minn dik tal-petrol, il-metanol u karburanti oħra; Għandu numru ta 'ottan għoli u huwa faċli biex jiġi kkompressat u likwifikat, u għalhekk huwa sigur u konvenjenti li tinħażen u tinġarr; U meta terġa 'timtela mill-ġdid, l-infrastruttura tal-pompi tal-gass eżistenti tista' tissodisfa d-domanda għall-fjuwil tal-ammonja likwida. Barra minn hekk, l-ammonja bħala komposti b'ħafna idroġenu (li fihom frazzjoni tal-massa tal-idroġenu ta '17.6%), tista' tintuża wkoll bħala materja prima għall-idroġenu taċ-ċelloli tal-fjuwil. L-ammonja sintetika hija waħda mill-ikbar produzzjoni tad-dinja ta 'prodotti kimiċi, produzzjoni, ħażna u trasport u proċess ta' provvista hija matura, mgħammra tajjeb. Mil-lat komprensiv, huwa ta 'sinifikat prattiku għall-fjuwil tal-ammonja li tissostitwixxi l-enerġija fossili biex tipprovdi l-enerġija fil-magni tal-karozzi.
Mill-bidu ta 'dan is-seklu, l-applikazzjoni għar-riċerka u l-iżvilupp tal-fjuwil tal-ammonja rċeviet aktar u aktar attenzjoni. L-Istati Uniti, il-Kanada, l-Olanda, l-istudjużi tal-Ġappun u pajjiżi oħra qed jesploraw b'mod attiv il-potenzjal ta 'żvilupp ta' l-ammonja. 2004, l-Istati Uniti kellhom "Skambji Akkademiċi ta 'l-Ammonja", 2008 hija t-tema tal-laqgħa bħala "ammonja - iċ-ċavetta għall-indipendenza tal-enerġija tal-Istati Uniti", li minnha jista' jidher li l-fjuwil tal-ammonja alternattiva għall-enerġija fossili fil-magna tal-karozzi. Ewlenin ", li minnu jista 'jidher fl-istrateġija ta' indipendenza ta 'l-enerġija ta' l-Istati Uniti fil-pożizzjoni importanti ta 'l-ammonja; il-Ġappun, Singapor u l-Korea t'Isfel bdew ukoll jiddiskutu ma' uffiċjali Awstraljani biex jistabbilixxu port ta 'importazzjonijiet ta' ammonja rinnovabbli. Fil-preżent, ir-riċerka taċ-Ċina dwar il-fjuwil ta 'l-ammonja għadha fil-bidu tagħha, bl-ammonja bħala l-mezz ta' ħażna ta 'enerġija bħala l-applikazzjonijiet relevanti li għandhom jiġu żviluppati aktar.
1. Enerġija tal-Ammonja tal-Vettura
1.1 ammonja bħala fjuwil tal-magna
Id-densità tal-ammonja likwida hija viċin il-petrol, għalkemm il-valur kalorifiku tagħha huwa madwar nofs dak tal-petrol, iżda n-numru ta 'ottan huwa ħafna ogħla minn dak tal-petrol, bi proprjetajiet anti-splużivi eċċellenti, li jistgħu jtejbu l-qawwa tal-ħruġ tal-magna u jiffrankaw il-fjuwil fl-istess ħin. Fl-aħħar ftit għexieren ta 'snin, ħafna pajjiżi barranin studjaw il-fattibilità ta' l-ammonja bħala fjuwil għal magni ta 'kombustjoni interna, u r-riżultati kienu pożittivi. Fin-nofs tas-seklu li għadda, riċerkaturi Belġjani pproponew l-ammonja bħala fjuwil għas-sewqan tal-karozzi, u vverifikaw b'suċċess f'mudelli differenti ta 'vetturi; Ir-riċerka tagħha sabet ukoll li żieda fil-pressjoni tad-dħul tal-ammonja jew l-użu tat-teknoloġija tar-riforma tal-fjuwil tal-gass tal-egżost jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-prestazzjoni tal-enerġija tal-magna. Sussegwentement, in-NASA użat l-ammonja bħala fjuwil tal-qawwa biex tiżviluppa u tiżviluppa l-magna tat-test tat-tip X -15, u dak iż-żmien l-ogħla veloċità fl-istorja tal-avjazzjoni umana fl-ispazju, li tindika li l-magna li taħdem bl-ammonja għandha prospetti eċċellenti għall-applikazzjoni.
F’dawn l-aħħar snin, l-applikazzjoni prattika tal-fjuwil tal-ammonja fil-qasam tal-magna għamlet aktar avvanzi, Reiter et al. wera li, biss pipeline tad-dħul tal-ammonja tal-magna kemmxejn modifikata, karozzi moderni tad-diżil jistgħu jiġu trasformati f'vetturi li jaħdmu bil-fjuwil doppju tad-diżil; U fil-kontenut ta 'ammonja ta' mhux aktar minn 70% ta 'l-enerġija totali, l-emissjonijiet ta' tailpipe ta 'nitroġenu u ossiġenu huma baxxi. Liu et al. sab li, permezz taż-żieda tal-proporzjon tal-kompressjoni biex titjieb il-proporzjon tal-kompressjoni ta 'l-ammonja, l-effiċjenza termali tal-magna tista' tiżdied. Liu et al. sab li billi żżid il-proporzjon tal-kompressjoni tal-magna tal-kombustjoni interna biex tiżdied il-produzzjoni tal-ammonja, l-effiċjenza termali tal-magna tista 'titqajjem għal aktar minn 50%, li hija ħafna ogħla minn dik tal-vetturi tal-fjuwil ordinarji.
Minħabba l-limitu minimu ta 'tqabbid u r-rata ta' kombustjoni bil-mod ta 'ammonja, ġeneralment huwa meħtieġ li jintużaw għajnuniet għall-kombustjoni, bħal aċetilena, dimetil eter, fjuwil tad-diżil, idroġenu, eċċ., Meta tuża l-ammonja bħala fjuwil tal-vettura. Fis-sistema tal-karozzi eżistenti bl-użu ta 'l-ammonja bħala fjuwil tal-magna, parti mill-ammonja se tkun iġġenerata fis-sistema tal-bypass bl-azzjoni tal-katalist biex tipproduċi l-idroġenu, u l-ammonja fis-sistema ewlenija biex tifforma taħlita ta' fjuwil ta 'ammonja-idroġenu, u mbagħad tidħol fil-kombustjoni taċ-ċilindru tal-magna, biex tikseb l-iskop ta' l-idroġenu biex tikkrekkina l-fjuwil ta 'l-ammonja. wera li l-idroġenu u n-nitroġenu prodotti mill-ikkrekkjar katalitiku tal-kombustjoni tat-taħlita tal-ammonja u l-ammonja, li jistgħu jtejbu l-prestazzjoni tal-kombustjoni tal-magna, u biex inaqqsu l-emissjonijiet tat-tailpipe. emissjonijiet.
Ukoll bħala fjuwil fossili alternattiv potenzjali, l-etere tal-metil għandu prestazzjoni aħjar ta 'kombustjoni u huwa aktar adattat għal magni ta' kombustjoni interna, madankollu, l-ispiża ogħla tfixkel il-promozzjoni fuq skala kbira tagħha. It-taħlita ta 'ammonja likwida u etere tal-metil, li għandhom densitajiet simili, tista' ssir fi fjuwil bi prestazzjoni komplementari ta 'kombustjoni u spiża tal-fjuwil aktar baxxa.Gross et al. Żviluppa sistema ta 'taħlit ta' fjuwil u injezzjoni bi pressjoni għolja, u ttestjat it-taħlita ta 'l-ammonja-methyl ether bħala oġġett ta' riċerka. Ir-riżultati juru li ż-żieda tal-pressjoni tal-injezzjoni f'konċentrazzjoni għolja ta 'ammonja tista' ttejjeb l-effett tat-taħlit tal-fjuwil-arja, tippromwovi kombustjoni aħjar tal-fjuwil u tikseb tagħbijiet ogħla tal-magna. Il-manifattur tal-magna Russa Energomash bħalissa qed jiżviluppa tip ġdid ta 'magna tar-rokits alimentata minn taħlitiet ta' ammonja-aċetilena, bil-għan li tnaqqas b'mod sinifikanti l-ispiża tat-tnedija tar-rokits filwaqt li fl-istess ħin iżżid b'mod sinifikanti l-effiċjenza tal-magna.
L-ammonja tipproduċi biss nitroġenu u ilma taħt kombustjoni sħiħa, imma ħafna drabi huwa diffiċli li tiġi evitata l-produzzjoni ta 'ossidi tan-nitroġenu matul il-proċess ta' kombustjoni attwali minħabba ħafna fatturi inkontrollabbli, għalhekk ir-riċerka dwar kif tittratta l-gass tal-egżost hija l-isfida ewlenija li tiffaċċja l-ammonja bħala fjuwil tal-magna. Kompitu ewlieni fil-biċċa l-kbira tar-riċerka tal-magna li taħdem bl-ammonja huwa li tnaqqas il-konċentrazzjoni ta 'emissjonijiet ta' ossidu tan-nitroġenu. Nikkontrollaw il-mekkaniżmu ta 'reazzjoni u l-proċess kinetiku tal-kombustjoni ta' l-ammonja mħallta ma 'diversi għajnuniet ta' tqabbid, li tanalizza l-mogħdijiet ta 'ossidi tan-nitroġenu formazzjoni fil-gass tal-egżost u t-teknoloġija tat-trattament kif ukoll il-karatteristiċi tal-gass tal-egżost ta' diversi tipi ta 'magni huma l-fokus ta' riċerka futura fuq l-ammonja bħala fjuwil għal magni tal-karozzi.
1.2 Ammonja bħala materja prima taċ-ċellula tal-fjuwil
Iċ-ċellula tal-fjuwil hija apparat tal-ġenerazzjoni tal-enerġija li jista 'jikkonverti direttament l-enerġija kimika li tinsab fil-fjuwil f'enerġija elettrika. Il-katodu u l-anodu tiegħu huma biss konvertituri tal-enerġija għall-proċess ta 'reazzjoni, u l-materja prima kimika meħtieġa huma fornuti minn barra u mhux maħżuna ġewwa l-batterija. Bħala t-teknoloġija ewlenija ta 'vetturi ta' enerġija ġodda, il-fjuwil taċ-ċellula ġiet elenkata bħala l-aqwa għaxar teknoloġiji ġodda li se jibdlu l-ħajja tal-bniedem fis-seklu 21 mir-rivista tal-ħin tal-Istati Uniti, u hija rikonoxxuta bħala l-aħjar sors ta 'enerġija għal vetturi futuri fl-industrija. L-ammonja għandha kontenut għoli ta 'idroġenu, densità għolja ta' enerġija, apparat sempliċi ta 'riforma ta' l-idroġenu, il-prodott ma fihx Cox li jista 'jwassal għal avvelenament taċ-ċelloli tal-fjuwil, bħala materja prima għaċ-ċelloli tal-fjuwil, il-vantaġġi huma prominenti ħafna. Mis-snin 1960, l-ammonja bħala materja prima għaċ-ċelloli tal-fjuwil daħlet f'firxa wiesgħa ta 'stadju ta' żvilupp prattiku: Allis-Chamber żviluppa sistema ta 'ċelloli tal-fjuwil ta' l-ammonja ta '8kW għall-Volkswagen; L-ASEA tal-Iżvezja ddisinjat ċellola tal-fjuwil tal-ossiġnu likwidu likwidu ta '200kW għas-sewqan ta' sottomarini. Illum il-ġurnata, il-Ġappun, l-Ewropa u l-Istati Uniti u pajjiżi żviluppati oħra għandhom pjanijiet biex jużaw ċelloli tal-fjuwil tal-ammonja biex jissostitwixxu ġeneraturi tradizzjonali u magni tal-kombustjoni interna; Il-kumpanija l-ġdida tal-enerġija tal-Iżrael Gencell żviluppat teknoloġija unika ta 'dekompożizzjoni ta' l-ammonja, li fuqha nediet tip ġdid ta 'ċelloli tal-fjuwil ta' l-ammonja-idroġenu li fetħu s-suq fl-Istati Uniti u l-Messiku, u għandu l-intenzjoni li jistabbilixxi relazzjoni kooperattiva fit-tul u stabbli ma 'kumpaniji Ċiniżi.
