氨发动机的工作原理,会比电动汽车更环保?

氨不是一种罕见的化学物质。如果您从事农业工作或进行任何类型的园艺活动,您可能会经常接触到它,因为大约 80%生产的氨被用于肥料。它还有其他用途,例如在家庭清洁产品中。不太为人熟知的是,氨具有可燃性,这意味着它能够为内燃机车辆提供动力。

虽然 日产已决定停止投资汽油发动机 以专注于电动汽车,但丰田是一家选择不放弃内燃机,而是为其寻找替代燃料的大型汽车制造商。 氨作为燃料实际上并非一个新概念,因为在二战期间就有部分车辆使用了它。而且丰田与广汽集团合作,已经确定,如果将液氨与柴油或氢等其他燃料源混合,它能够产生一种碳排放量比传统汽油少 90%的燃料,为消费车辆提供动力。

为什么要将氨与柴油之类的东西混合?氨的问题在于其火焰速度。尽管它是可燃的,但它在发动机中的传播速度会比传统汽油慢得多,几乎无法推动发动机的活塞 。消费者不想要动力低的 车辆。因此,氨需要与其他化学物质混合,碳排放量减少 90%的燃料源听起来相当不错(这就是为什么一些航运公司使用了氨)。

150 多年来,化石燃料一直在为世界上那些最大的国家提供动力,给气候带来了负面影响。自从这些影响广为人知以来,人们一直需要使用清洁能源的车辆。各机构对替代燃料来源进行了研究,包括生物燃料,不过最容易获取的替代品一直是电动汽车,其不产生排放。电动汽车依靠由一系列电池供电的电动机,车主可以根据需要充电。一些车主相比电动汽车更喜欢混合动力汽车,因为它们的行驶里程更长。它们仍然会释放有害的温室气体,但远不及传统的内燃机汽车。

丰田一直研发的氨燃烧发动机不会产生任何二氧化碳排放,因为该化学物质不含碳原子。这听起来很棒很清洁,是吧?不对。正如前面所说,要让氨用作车辆燃料,它就得和火焰传播速度更快的其他化学物质相混合。这就是减排幅度为 90%而非 100%的原因。

接下来是氨燃烧时所释放的有毒氮氧化物气体的问题。倘若压缩系统发生故障,它向大气中释放的毒素会比传统内燃机车辆产生的毒素更为严重。所以,尽管氨本身零碳排放,然而它为了能够工作所需的添加物,再加上它对大气造成的危害,意味着它不比内燃机车辆好多少。

假设压缩系统完美运行,氮气绝不会有足以对我们构成真正危险的泄漏量。是的,它可能会成为与电动汽车和混合动力汽车并列的另一种绿色交通方式。然而,为了确保发动机运行良好,还必须进行一些其他调整。

首先,氨具有腐蚀性。它可以腐蚀黄铜、锌、一些塑料和铜,这些都可能在汽车引擎盖下找到。在这种发动机大规模生产之前,需要针对此情况采取一些措施。此外,氨的沸点相当低。传统汽油要达到 122 华氏度才会沸腾,而氨在仅零下 28 华氏度就会沸腾。因此,防止氨过热的唯一办法是创建一个温度低于此的加压隔间。

这并非做不到,但肯定是一项额外的挑战。这意味着丰田,或者任何制造这种发动机的公司,不能简单地修改现有的发动机——他们必须从头开始制造,把这些特定问题解决掉。这可能会为其在 有史以来最怪异的发动机中赢得一席之地。