Газовые двс: Газовый двигатель внутреннего сгорания – устройство, плюсы и минусы + видео » АвтоНоватор

Электрохимический синтез аммиака (ЭАС) привлек большое внимание в нынешнем столетии, поскольку он не связан с выбросами углерода, а оптимальные рабочие условия требуют атмосферных температуры и давления (Shen et al. др., 2021). Очень неустойчивый процесс HB не требуется, и EAS может приводиться в действие возобновляемой электрической энергией, вырабатываемой солнечной, ветровой или гидроэнергией. ЭАС в основном состоит из электрохимического N ₂ реакция восстановления (NRR) с получением NH ₃ ; Источником водорода в конечном счете является вода.

Активно изучаются различные варианты этого процесса:

(1) электрохимическая реакция восстановления азота (eNRR), в которой электрокатализатор обеспечивает прямое присоединение электронов и протонов к молекуле N ₂ ,

(2) косвенное или опосредованные механизмы NRR, в которых окислительно-восстановительный медиатор сначала восстанавливается, а затем, 90–127 через серию реакций, образуется аммиак и регенерируется медиатор. В последнее время литий-опосредованный электрохимический NRR вновь привлек внимание из-за его воспроизводимости. Литий-опосредованный NRR начинается с электрохимического осаждения лития, за которым следуют два химических процесса расщепления диазота и протонирования до аммиака (Cai et al., 2021).

За последние 5 лет был достигнут значительный и обнадеживающий прогресс в электрохимической реакции восстановления азота (NRR) в условиях окружающей среды. Этот процесс был бы идеальным для распределенной генерации и более подходящим для прерывистых источников питания. Однако на сегодняшний день в лабораторных исследованиях продемонстрированы лишь низкие темпы образования аммиака. Этот процесс в настоящее время находится на TRL 1–2; остаются основные проблемы, которые необходимо решить. Хотя это термодинамически возможно, для преодоления кинетического барьера сильной тройной связи N-N обычно требуются высокие перенапряжения. Как производительность, так и фарадеевская эффективность (FE) по отношению к NH ₃ образование низкое. Большое перенапряжение и низкая селективность по NH ₃ обостряют проблему энергоэффективности. Еще одним фундаментальным вопросом является долговечность процесса NRR: тесты на стабильность, о которых сообщается в научной литературе, обычно не превышают 20 часов, что слишком мало для промышленного применения, когда ожидаются тысячи часов стабильной работы при высокой плотности тока. Следовательно, будущие протоколы проверки долговечности катализатора должны быть нацелены на гораздо более длительную продолжительность испытаний. Также необходимо работать над пониманием механизмов деградации катализатора. Для продвижения электрохимического синтеза катализатор и электролит всегда следует рассматривать и оптимизировать вместе (Shen et al., 2021).

В научном сообществе продолжается несколько других исследований синтеза зеленого аммиака, таких как электрохимический синтез из оксида азота (Long et al., 2020), электрохимическое производство с помощью фотоэлектрохимического производства водорода под концентрированным солнечным светом (Yusuf and Ibrahim, 2017), фото -электрохимический синтез (Boucher et al. , 1995; Martín et al., 2019), синтез аммиака с использованием нитрогеназных организмов и биомиметических катализаторов для создания биотехнологического маршрута (Chen et al., 2020) и электромагнитно-индуцированный (Ghassan and Ibrahim, 2020) синтез аммиака (Chehade and Dincer, 2021). Все эти процессы в настоящее время находятся на TRL 1; потребуются дальнейшие исследования и разработки, прежде чем можно будет рассмотреть вопрос о крупномасштабном промышленном производстве.

3 Химические и физические свойства аммиака в качестве топлива

3.1 NH

Аммиак был идентифицирован как высокоплотный и безопасно транспортируемый водородный носитель для использования в системах производства и транспортировки энергии, который может оперативно реагировать на экологическую политику, направленную на обезуглероживание цепочек производства энергии. В отличие от водорода, основное преимущество состоит в доступной инфраструктуре хранения/транспортировки, разработанной с течением времени для доставки аммиака в качестве химического вещества. Несмотря на эти преимущества, для системы, основанной на сжигании, существуют некоторые существенные недостатки из-за NH ₃ химические/физические свойства.

Свойства окисления аммиака, а также сравнение распространенных видов топлива для двигателей внутреннего сгорания, о которых сообщается последовательно, чтобы выделить проблемные вопросы, представлены в таблице 1 (повторно адаптировано из https://www.iea-amf.org/content/fuel_information/ammonia) .

ТАБЛИЦА 1 . Характеристики горения NH ₃ и других углеводородных топлив.

В таблице 1 приведены параметры, относящиеся к ДВС, с точки зрения энергоемкости топлива в виде низшей теплотворной способности (LHV) как в гравиметрической, так и в объемной форме (МДж/кг и МДж/л соответственно), плотности топлива (кг/м ³ ), октановое число (RON), скорость пламени (м/с), пределы воспламеняемости (об.%) и минимальная энергия воспламенения (MIE, мДж). NH ₃  рассматривается в сжиженном виде, охлажденном при атмосферном давлении и температуре -33 °C или находящемся под давлением при типичных условиях в сосуде (300 бар) и при 25 °C, что легко сравнить со сжиженным или сжатым водородом при одинаковое эталонное давление. Для сравнения, дизельное топливо, такое как н-додекан, и бензин, такое как изо- или н-октан, считаются обычными видами топлива в ДВС. Затем анализ распространяется на спирты, такие как метанол и этанол, как соответствующие низкоуглеродные виды топлива в ДВС, производимые из возобновляемых ресурсов.

Среди рассматриваемых видов топлива NH ₃ имеет самую низкую LHV в пересчете на МДж/кг, сравнимую только со спиртами, как частично окисленными частицами, в то время как H ₂ в пересчете на массу имеет энергосодержание 120 КДж. /кг, что почти в три раза больше, чем у бензина и дизельного топлива (~44 МДж/кг). Если содержание энергии затем выразить в единицах объема (МДж/л), H ₂ имеет самую низкую плотность энергии как в сжатой (2,46 МДж/л), так и в сжиженной (8,5 МДж/л) формах, что подчеркивает основные проблемы. связанный с H ₂ хранение и транспортировка. Помимо соображений безопасности, работа сжатия H ₂ чрезвычайно высока, около 1,05 кВтч/кг H ₂ от 20 до 300 атм, тогда как криогенное сжижение H ₂ при -253°C требует 2,88 кВтч/кг ( Гардинер и Сатьяпал, 2009). В свою очередь, NH ₃ имеет энергоемкость, равную 12,69 МДж/л в охлажденном сжиженном виде и 11,65 МДж/л в сжиженном путем сжатия. Преобразование гравиметрического содержания энергии в объемное происходит через плотность топлива, тем самым подчеркивая очень низкую плотность водорода, при этом придавая NH ₃ свойство высокой H ₂ -вектора плотности.

Основные практические проблемы, связанные с использованием NH ₃ в качестве топлива в системах сгорания, связаны с его плохим качеством воспламенения (ОЧИ>130), с высокой температурой самовоспламенения (924 К), низкой скоростью пламени (~7 см/с для стехиометрической смеси NH ₃ /воздух, P = 1 атм, T = 298 K), примерно на порядок ниже по отношению к обычным топливам и спиртам и 3 по отношению к H ₂ . Затем его узкие пределы воспламеняемости (15%–28% по объему в воздухе) и исключительно высокая минимальная энергия воспламенения (MIE = 680 мДж) по сравнению с другими рассматриваемыми видами топлива (см. Таблицу 1) дополняют картину НХ ₃ свойства горения.

Кроме того, следует отметить, что NH ₃ обладает высокой скрытой теплотой парообразования (1370 КДж/кг). Например, этанол, жидкий H ₂ и бензин имеют скрытую теплоту парообразования, равную 840, 445,6 и 305 КДж/кг соответственно. Это означает, что если NH ₃ впрыскивается в двигатели, температура сгорания может резко снизиться, что приведет к неполному сгоранию и снижению эффективности двигателя (Okafor et al., 2021).

Высокое значение NH ₃ RON можно рассматривать как преимущество для двигателей SI, поскольку его высокая антидетонационная способность может привести к более высокой степени сжатия (CR) и, таким образом, к повышению эффективности двигателя (Cornelius et al., 1966). ).

Что касается выбросов NO _x , то с высокой склонностью к образованию топлива NO _x из-за окисления NH ₃ необходимо надлежащим образом сгладить фаску путем реализации первичного (воздух-топливо, рециркуляция дымовых газов и увлажнение) или методы дожигания [селективное некаталитическое восстановление (SNCR) и селективное каталитическое восстановление (SCR)] (Skalska et al. , 2010).

С химической точки зрения многие из этих характеристик обусловлены его молекулярной структурой. NH ₃ имеет треугольную пирамидальную форму, похожую на метан, с центральным атомом азота, ковалентно связанным с тремя атомами водорода и неподеленной парой электронов. Ковалентная природа связи NH предполагает высокую энергию диссоциации, что отражает более низкую реакционную способность NH ₃ по сравнению со стандартными видами топлива в системах сжигания.

Структура с неподеленной парой, которая легко принимает протон, придает аммиаку щелочные характеристики. Напротив, треугольная пирамидальная асимметричная форма, в которой азот гораздо более электроотрицательный, чем три атома Н, делает аммиак молекулой с сильной полярностью, даже выше, чем у воды. Это приводит к высокой гигроскопичности, которая вызывает образование влаги, возможно, очень агрессивной для металлов, особенно для меди и латуни, обычно используемых в ДВС в качестве прокладок.

Сильная полярность аммиака также существенно влияет на кинетику его окисления, как это будет обсуждаться далее. Кроме того, NH ₃ в окислительных условиях может привести к заметным выбросам топлива NO _x ; Таким образом, понимание химии аммиака NH ₃ и маршрутов образования NO _x имеет первостепенное значение для своевременной настройки условий работы системы для обеспечения полной конверсии аммиака при одновременном снижении риска образования NO _{x 9.Выбросы 0012.}

С органолептической точки зрения аммиак представляет собой бесцветный газ с резким запахом. Это преимущество в отношении его токсичности. Действительно, возможная утечка легко ощущается (около 5 частей на миллион) задолго до достижения уровней безопасности, зафиксированных на уровне 25 и 35 частей на миллион, соответственно, в качестве пределов краткосрочного и средневзвешенного по времени воздействия (Министерство здравоохранения Нью-Джерси, 2016 г.). ).

Скорость ламинарного горения (S _L ) и время задержки воспламенения являются целевыми параметрами для ДВС. Ограничение анализа S _L , в качестве всеобъемлющего параметра, представляющего характерные химические временные шкалы, можно составить некоторые соображения по утилизации аммиака NH ₃ . В качестве соответствующего параметра для применения в системах внутреннего сгорания, ДВС и газовых турбин скорость ламинарного пламени (S _L ) NH ₃ была экспериментально охарактеризована на протяжении многих лет в отношении коэффициента эквивалентности смеси ( φ ) (рис. 3). (Заказнов и др., 1978; Ронни и Вахман, 1985; Пфал и др., 2000; Джаббур и Клодик, 2004; Такидзава и др., 2008; Ли и др., 2014; Хаякава и др., 2015; Хан и др. др., 2019; Мэй и др., 2019 г.; Луилье и др., 2020a; Лубрано Лавадера и др., 2020).

РИСУНОК 3 . NH ₃ / скорость ламинарного горения воздуха в зависимости от коэффициента эквивалентности смеси (φ) при 298 K и 1 атм.

Скорость ламинарного пламени NH ₃ /воздух по сравнению с φ при 298 К и 1 атм находится в диапазоне от 1,4 до 8,23 см/с для φ в диапазоне 0,7–1,3. S _L увеличивается с φ от обедненного до богатого топлива и достигает максимума около φ = 1,1, где максимальные значения варьируются от 6,3 до 8,2 см/с. Как и ожидалось, оно уменьшается при дальнейшем увеличении φ . Небольшие различия выявляются для обедненных топливом смесей, в то время как расхождение между экспериментальными данными увеличивается для условий с высоким содержанием топлива с максимальной разницей около 2 см/с.

Хаякава и др. (2015) продемонстрировали, что для смеси NH ₃ /воздух увеличение давления с 1 до 5 атм снижает ламинарную скорость пламени почти линейно с P. Например, для φ = 1, она уменьшается с 7 см/с примерно до 5 см/с.

Такая низкая скорость ламинарного пламени может препятствовать прямому использованию NH ₃ в ДВС; таким образом, было предложено несколько стратегий для увеличения этого важного параметра. Во-первых, S _L был экспериментально охарактеризован для предварительно нагретой смеси NH ₃ /воздух. Хан и др. (2019) и Lhuillier et al. (2020b) представили данные с предварительным нагревом смеси до 448 и 473 К соответственно. Ограничение анализа стехиометрическим NH ₃ /воздушная смесь, S _L увеличивается почти линейно с T, до 14 см/с для T = 448 K. ”, такие как H ₂ , CH ₄ , синтетический газ и другие традиционные или электронные виды топлива (Pfahl et al., 2000; Okafor et al., 2018; Han et al., 2019; Lubrano Lavadera et al., 2020; Wang et al., 2020; Wang et al., 2021; Ariemma et al., 2022), в соответствии со стратегиями декарбонизации производства энергии или изменением атмосферы окружающей среды в сторону O ₂ — обогащенные условия. H ₂ также может быть получен непосредственно с помощью методов частичного катализа NH ₃ (Li et al., 2014) перед впрыском в системы сгорания. Дальнейшие возможности улучшения характеристик окисления NH ₃ могут быть реализованы за счет внедрения систем с плазменной поддержкой (Choe et al. , 2021).

Ограничение анализа H ₂ , CH _4, и спиртами в качестве улучшителей топлива из недавних исследований, на рисунке 4 скорость ламинарного пламени аммиака представлена ​​как функция концентрации «улучшителя топлива» (указана в %). или для О ₂ — обогащенные среды для стехиометрического пламени NH ₃ /O ₂ . Для среды, обогащенной O ₂ , концентрацию O ₂ следует рассматривать как избыток по отношению к условию «воздух».

РИСУНОК 4 . S _L в зависимости от добавки «улучшителя» топлива (указывается в %) или от содержания O ₂ .

О случае H ₂ в качестве «улучшителя топлива» сообщается как по основной оси, так и по H ₂ с концентрацией 45%, чтобы выделить некоторые особенности, и второстепенную ось, так как чистая скорость ламинарного пламени H ₂ на 1 порядок больше, чем у других чистых «топливных» усилителей.

Можно отметить, что добавление H ₂ или CH ₄ (Han et al., 2019), и CH ₃ OH или C ₂ H ₅ OH (Wang et al. , 2021) заметно увеличивает скорость ламинарного горения NH ₃ . Например, H ₂ (ромбы), СН ₄ (точки) и спирты (квадраты) практически одинаково увеличивают аммиак S _L до относительной концентрации 20%. При более высоких концентрациях CH ₄ и спирты увеличивают ламинарную скорость пламени NH ₃ линейно с их концентрацией, тогда как H ₂ увеличивает ее по экспоненциальному закону. Особенно эффективным способом увеличения скорости ламинарного пламени NH ₃ является следующий: В средах, обогащенных O ₂ , S _L быстро увеличивается с концентрацией O ₂ (Mei et al., 2019), начиная с состояния «воздух» (треугольники).

3.2 NH

Как упоминалось ранее, понимание химии окисления NH ₃ и идентификация маршрута топлива NO _x имеют решающее значение для определения априорных условий работы системы . С этой целью на протяжении многих лет было достигнуто множество успехов в понимании NH 9.0011 3 химия окисления была достигнута на основе экспериментальных и теоретических исследований, хотя разработка надежных и надежных кинетических схем, особенно в условиях, относящихся к двигателю, все еще требует некоторых усилий. Это в основном связано с ограниченной доступностью экспериментальных данных в условиях высокого давления/высокой температуры. Недавно различные исследовательские группы предложили несколько экспериментальных доказательств, поддерживая при этом развитие численных исследований в направлении более полных схем.

Все механизмы объясняются в общем описании химии окисления NH ₃ : На рисунке 5 представлена ​​общая схема химии окисления NH ₃ .

РИСУНОК 5 . Общая схема для химии окисления NH ₃ , путей образования NO _x , DeNO _x , N _x H _y и N ₂ O химии и петли NO-NO ₂ .

NH ₃ может подвергаться реакциям дегидрирования до NH ₂ через радикалы OH, H и O или термическое разложение (темно-серый путь). Радикалы NH ₂ могут рекомбинировать в частицы N ₂ H _x (красный путь), особенно в условиях богатого топлива/пиролиза и в условиях высокого давления. Коннов и де Рюйк, 2000 г., представили маршрут N ₂ H _x из экспериментов по разложению N ₂ H ₄ в ударных трубах, относящихся к условиям с высоким содержанием топлива, определив позже также новый NO 9.Путь формирования 0011 x через радикалы N ₂ H ₃ (Коннов, де Рюйк, 2001). Многие авторы подчеркивали важность этого пути для прогнозирования скоростей ламинарного пламени NH ₃ , особенно для условий с высоким содержанием топлива (Nakamura and Hasegawa, 2017; Okafor et al., 2018; Otomo et al., 2018). ; Shrestha et al., 2018; Stagni et al., 2020).

Альтернативно, радикалы NH ₂ могут реагировать с радикалами HO ₂ при низких температурах или высоких давлениях с образованием H ₂ NO (светло-серый путь). Сонг и др. (2016) и Stagni et al. (2020) недавно обновили константы скорости H ₂ NO + O ₂ = HNO + HO ₂ для условий высокого давления (до 300 бар) и низких-промежуточных температур (450–925 K). . Затем радикалы HNO образуют NO, обрисовывая в общих чертах важный путь образования NO в топливе.

Альтернативно, NH ₂ также может реагировать с NO (химия DeNO _x ) посредством реакции обрыва и разветвления, соответственно, NH ₂ + NO = N ₂ +H ₂ O и NH ₂ +NO = NNH + OH (синий путь), активен при температуре от 1100 до 1400 K (Glarborg et al., 1986; Miller and Bowman, 1989; Миллер и Гларборг, 1999). Скорость ламинарного пламени и время задержки воспламенения сильно зависят от соотношения констант скорости химического состава DeNO _x .

На следующем этапе NNH разлагается по реакции NNH = N ₂ +H. Эта реакция очень важна, поскольку она высвобождает радикалы H для поддержания H ₂ /O ₂ механизмы радикального ветвления, в то время как его туннельная природа и короткое время жизни NNH делают деятельность по моделированию очень сложной (Klippenstein et al. , 2011). Одновременная реакция NNH + O=NO + NH затем привлекла большое внимание как еще один важный путь образования NO (Konnov and de Ruyck, 2001).

При более высоких температурах (>1400 К) радикалы NH ₂ быстро дегидрируются до NH (черный путь), которые могут потреблять NO, образуя при этом N ₂ O (через реакцию NH + NO = N ₂ O + H, недавно пересмотренная Klippenstein et al., 2011), или высвобождение радикалов N, доступных для классического механизма Зельдовича (оранжевый путь) (O + N ₂ = N + NO, N + O ₂ = O + NO, N + OH = H + NO) (Дрейк и Блинт, 1991) при высоких температурах (>1600 К). Следует отметить, что при высоких давлениях/высоких температурах образование NO _x имеет тенденцию к уменьшению в результате реакций третьего тела (H + OH + M = H ₂ O, H + O ₂ +M = HO ₂ +M) снижают концентрацию радикалов, необходимую для поддержания механизма Зельдовича (Kobayashi et al. , 2019; Valera-Medina et al., 2019).

N ₂ O (зеленый путь) действует как резервуар радикалов O, поскольку он может разлагаться в результате реакции N ₂ O + M = N ₂ +O + M при низком давлении, увеличивая скорость реакции H ₂ +O=H + OH, в то время как для условий высокого давления или сверхобедненного топлива эта реакция возвращается, определяя важный N ₂ Путь формирования О. Альтернативно, N ₂ O расходуется через N ₂ O + H=N ₂ +OH, высвобождая радикалы OH при температурах выше 1650 K, при этом уменьшая характерное время задержки воспламенения топлива (Mathieu et al., 2012).

Петля NO-NO ₂ (фиолетовый путь) усиливает превращение нереакционноспособных радикалов HO ₂ в реакционноспособные радикалы OH посредством реакции NO + HO ₂ = NO ₂ +OH, что повышает реакционную способность смеси , при переработке обратно NO через NO ₂ +H=NO + OH вместе с дальнейшим высвобождением радикалов OH.

Необходимо тщательно оценить влияние N ₂ O и NO-NO ₂ на время химической реакции топлива для двигателей EGR (Mathieu et al., 2012; Ahmed et al., 2016), в которых дымовые газы рециркулируются. к двигателю для ограничения адиабатической температуры пламени, ограничивая выбросы NO _x пороговыми значениями.

Матье и Петерсен (2015) измерили NH ₃ время задержки воспламенения для высокого давления (30 бар) и высоких температур в ударной трубе, а также подчеркнул важность маршрутов N ₂ O и NO ₂ . Ахмед и др. (2016) и Zhang et al. (2017) пояснили, что взаимопревращение NO-NO ₂ происходит по более сложному пути, включающему промежуточные соединения, такие как HONO, HNO ₂ , HONO ₂ и HNO ₃ .

Помимо относительно простого описания химии окисления NH ₃ , любые описанные здесь способы постоянно обсуждались и постоянно обновляются на основе новых экспериментальных данных и теоретических исследований.

Учитывая большое количество кинетических схем, разработанных в последнее десятилетие (Glarborg, et al., 1986; Konnov and de Ruyck, 2000; Skreiberg et al., 2004; Dagaut et al., 2008; Mével et al., 2009). ; Tian et al., 2009; Duynslaegher et al., 2012; Mathieu and Petersen, 2015; Song et al., 2016; Nakamura and Hasegawa, 2017; Zhang et al., 2017; Otomo et al., 2018; Shrestha et al. al., 2018; Stagni et al., 2020), Rocha et al. (2021) провели численное исследование для сравнения доступных подробных моделей со временем задержки воспламенения из Mathieu and Petersen (2015) и данных о ламинарном пламени из Hayakawa et al. (2015), Pfahl et al. (2000) и Duynslaegher et al. (2012 г.) (до 5 атм). Заявленные основные различия между механизмами связаны с NO _x путей формирования, признавая реакцию HNO + O ₂ = HO ₂ + NO и пиролиз аммиака для условий с высоким содержанием топлива (например, 2NH ₂ = NH ₃ +NH) в качестве основных шагов для прогнозировать выбросы NO. Накамура и Хасэгава (2017) и Чжан и др. (2017) также продемонстрировали важность термохимических свойств для прогнозирования слабого пламени NH ₃ и времени задержки воспламенения при высоких давлениях. Ковач и др. (2020) сравнили 8 подробных кинетических механизмов для NH ₃ пиролиз и окисление относительно экспериментальных данных. Авторы заметили большое несоответствие между прогнозами модели, предупредив при этом о необходимости расширения процедуры проверки по большей базе данных NH ₃ .

Из этого краткого обзора развития кинетической схемы за последние годы становится ясно, что химия окисления NH ₃ наряду с путями образования NO по-прежнему представляет много открытых вопросов: большие неопределенности константы скорости, различные термохимические параметры, значительные неаррениусовские поведение NH ₃ реакции дегидрирования, описание зависимости скорости от давления, особенно актуальное для условий высокого давления, химия пиролиза NH ₃ наряду с маршрутом N _x H _y , туннельный характер реакций NNH, сильная чувствительность NO к химическому составу DeNO _x и кинетика, связанная с петлей NO-NO ₂ , с N ₂ O и с H ₂ видами NO/HONO, все еще требует надлежащего изучения.

Недавно экспериментальные исследования, относящиеся к двигателям, были проведены также для NH ₃ /H ₂ (He et al., 2019; Chen et al., 2021), NH ₃ /CH ₄ (Dai et al., 2020; Xiao et al., 2020; Arunthanayothin et al., 2021; Shu et al., 2021), NH ₃ /дизель (Feng et al., 2020), NH ₃ /н-гептан (Yu et al., 2020), NH ₃ / Смеси DEE (Issayev et al., 2021) и NH ₃ /CH ₃ OH и C ₂ H ₅ OH (Wang et al., 2021) в качестве стратегии улучшения скорости ламинарного пламени/воспламенения время задержки NH ₃ .

Необходимо тщательно изучить химию окисления NH ₃ и «усилителя» топлива, поскольку многие авторы сообщают о сильном химическом взаимодействии. Кроме того, для сложных молекул необходимо было создавать подробные кинетические механизмы ad hoc путем простого слияния кинетических моделей; таким образом, взаимодействие NH ₃ с топливом может пострадать из-за отсутствия химических подмножеств.

Например, Chen et al. (2021) охарактеризовали время задержки воспламенения H ₂ -NH ₃ до 10 атм, продемонстрировав, что реакция NH ₃ +H=NH ₂ +H ₂ снова превращает радикалы NH ₂ в NH ₃ , высвобождая радикалы H для поддержания высокотемпературной реакции разветвления H + O ₂ = OH + O, тем самым ускоряя время задержки воспламенения. Сабиа и др. (2020) и Manna et al. (2022) провели эксперименты в JSFR для смесей NH ₃ /H ₂ , предоставив доказательства взаимного ингибирующего взаимодействия между H ₂ и NH ₃ с вероятной ролью NH ₃ как сильный коллайдер в реакциях третьего тела из-за сильной полярности NH ₃ , подобно воде (Michael et al., 2002). Этот аспект следует тщательно учитывать для систем высокого давления, где важную роль играет зависимость скорости реакции от давления, включающая также путь образования частиц N _x H _y со многими реакциями третьего тела (Glarborg et al. , 2021). ).

Расмуссен и др. (2008), а затем Dai et al. (2020) продемонстрировали, что топливный NO может оказывать сильное сенсибилизирующее действие на CH ₄ химия аммиака при взаимодействии с NO-NO ₂ виды через NO ₂ +CH ₃ = NO + CH ₃ O и NO + CH _{3 901} 01 = NO 9 CH ₃ O, а также через петлю NO-NO ₂ , а CH ₄ +NH ₂ = CH ₃ +NH ₃ вносит существенный вклад в разложение CH _{4 при1 условия с высоким содержанием топлива.}

4 Аммиак как топливо в двигателях внутреннего сгорания

В настоящее время аммиак считается наиболее перспективным решением для снижения выбросов парниковых газов в крупнокалиберных двигателях внутреннего сгорания для морского транспорта и сектора энергетики (Kurien and Mittal, 2022), где низкая плотность энергии, характерная для современных аккумуляторных технологий, делает электрические толчок невозможен. Некоторые модификации необходимы, чтобы двигатели внутреннего сгорания могли работать с NH ₃ . Во-первых, при работе с распределенным впрыском топлива необходимо ввести топливный бак на 8 бар и систему подачи, аналогичную LPG, как правило, оснащенную испарителем с подогревом перед форсункой (Frigo and Gentili, 2013). В связи с растущим интересом к аммиаку, метанолу и другим видам топлива с низкой вязкостью были разработаны более современные решения, позволяющие осуществлять прямой впрыск Common Rail под высоким давлением (Willmann et al., 2021). В случае двигателей с искровым зажиганием обеспечивается увеличение степени сжатия для использования высокого октанового числа аммиака и компенсации низкой скорости ламинарного пламени (Гарабедян и Джонсон, 19).66). Чтобы увеличить скорость горения аммиака, обычно добавляют несколько процентов H ₂ , и часто используют катализатор диссоциации для образования H ₂ на борту путем крекинга аммиака (Ryu et al., 2014a). В этом случае в двигателях с искровым зажиганием материал свечи зажигания изменяется, чтобы избежать обратного воспламенения водорода (Dimitriou and Javaid, 2020).

Несмотря на большое внимание научного сообщества и промышленности, практическое применение двигателей внутреннего сгорания, работающих на аммиаке, все еще ограничено. Этот раздел призван дать представление о сжигании аммиака как в двигателях с искровым зажиганием, так и в двигателях с воспламенением от сжатия, выделяя сильные и слабые стороны каждого исследованного решения.

4.1 Аммиак как топливо в двигателях с искровым зажиганием

Первые попытки заправки двигателей с искровым зажиганием NH ₃ относятся к концу 60-х годов для военного применения с целью сделать транспортные средства независимыми от углеводородного топлива (Cornelius et др., 1966). В предыдущем исследовании (Garabedian and Johnson, 1966) авторы экспериментально исследовали влияние безводного аммиака на характеристики двигателя с максимальной номинальной мощностью 48 кВт, максимальной частотой вращения двигателя 4000 об/мин и 4-цилиндровым двигателем с искровым зажиганием. Первые испытания без каких-либо модификаций, кроме газового карбюратора для подачи аммиака, выявили снижение максимальной номинальной мощности и частоты вращения двигателя до 7 кВт и 2000 об/мин соответственно. При добавлении небольшого количества водорода (от 2% до 4%) было обнаружено увеличение выходной мощности примерно до 20 кВт, а диапазон скоростей был расширен до 3 200 об/мин. Дальнейшие улучшения были достигнуты за счет увеличения степени сжатия благодаря высокому октановому числу NH 9.0011 3 , обеспечивающий выходную мощность 40 кВт при 4000 об/мин. Более поздние применения в двигателях с искровым зажиганием в основном касаются использования аммиака в смеси с вторичным топливом для увеличения скорости горения, как правило, H ₂ , CH ₄ (Chai et al., 2021) или H ₂ /CH ₄ (Машрук и др., 2022). В исследовании Lhuillier et al. (2019a) авторы проверили работу одноцилиндрового двигателя GDI, работающего на газообразной аммиачно-воздушной смеси, при фиксированной частоте вращения двигателя 1500 об/мин путем изменения давления на впуске. Они продемонстрировали возможность сжигания чистого аммиака при полностью открытой дроссельной заслонке. Дальнейшее улучшение стабильности было достигнуто при повышенном давлении, в то время как при частичной нагрузке добавление водорода было необходимо для поддержания изменчивости от цикла к циклу ниже допустимых значений. При полной нагрузке характеристики двигателя на чистом аммиаке были сравнимы с характеристиками, полученными на метане, используемом в качестве эталона, с указанным КПД около 36%. Согласно литературным данным, для работы двигателя во всем диапазоне нагрузок очевидна необходимость в смеси усилителя сгорания с аммиаком. С этой целью водород является лучшим решением, когда речь идет о производительности двигателя; напротив, проблемы, связанные с его хранением и транспортировкой, делают это решение ненадежным в двухтопливной конфигурации. Как утверждают первые исследования NH ₃ (Garabedian and Johnson, 1966; Starkman et al., 1967), катализатор диссоциации NH ₃ может обеспечить необходимое количество водорода, не храня его в отдельном резервуаре. Интересно, что теплота, необходимая для эндотермических реакций крекинга аммиака, может быть восстановлена ​​за счет выхлопных газов двигателя (Comotti and Frigo, 2015). В исследовании Lhuillier et al. (2019b) авторы исследовали влияние добавления водорода на производительность и выбросы двигателя SI, работающего на аммиаке. Н ₂ объемное содержание варьировалось от 5% до 15% при различных эквивалентных соотношениях и давлениях на входе. Использование водорода в качестве усилителя сгорания обеспечило приемлемую стабильность сгорания по всей карте двигателя. Концентрация H ₂ 10% была признана оптимальной для повышения эффективности сгорания без ущерба для выбросов выхлопных газов. Наилучшие результаты эффективности были достигнуты в обедненных условиях, близких к стехиометрическим. Дальнейшее разбавление загрузки приводит к значительному увеличению NOx и NH ₃ на выхлопе без улучшения эффективности сгорания. Аналогичные результаты были отмечены Frigo and Gentili (2013).

Lhuillier et al. (2020a) провели обширное исследование использования смесей NH ₃ /H ₂ с различными коэффициентами эквивалентности и объемными концентрациями H ₂ до 60% в одноцилиндровом двигателе с искровым зажиганием. На рис. 6 показана указанная эффективность в зависимости от коэффициента эквивалентности ϕ для различных H ₂ объемные доли. В соответствии с вышеупомянутыми работами, оптимальная указанная эффективность была достигнута при низких концентрациях водорода, от 5% до 20%, и бедных, близких к стехиометрическим условиям. Максимум около 39% был достигнут с H ₂ 20%v при ϕ 0,9. Слишком высокие концентрации водорода приводят к ухудшению эффективности из-за увеличения потерь тепла стенками вследствие более высоких температур пламени.

РИСУНОК 6 . Указанная эффективность в зависимости от коэффициента эквивалентности ϕ при различных концентрациях водорода (Lhuillier et al. , 2020b).

В качестве альтернативы водороду или в сочетании с водородом природный газ считается жизнеспособным способом поддержания горения NH ₃ , поскольку в недавнем прошлом он широко использовался в качестве основного топлива в двигателях большого диаметра. Таким образом, использование смеси природного газа и аммиака представляет собой шаг на пути к обезуглероживанию. О и др. (2021) проверили влияние смесей аммиака и природного газа на характеристики и выбросы отработавших газов мощного 6-цилиндрового двигателя с искровым зажиганием, предназначенного для заправки сжатым природным газом (СПГ). Эксперименты были сосредоточены на частичной нагрузке, условиях низкой скорости: Двигатель работал на 50% NH 9.0011 3 -50% СПГ. Замена CNG аммиаком привела к сокращению CO ₂ примерно на 28%, в то время как разбавление загрузки было ограничено ухудшением стабильности горения, связанным с низкой скоростью горения NH ₃ , позволяющей максимальное отношение эквивалентности 1,5. Противоречивые результаты были получены Lhuillier et al. (2021) о влиянии метана на продолжительность сгорания в двигателях с искровым зажиганием, работающих на аммиаке. Объемная концентрация CH ₄ варьировалась от 5 до 15% при различных соотношениях эквивалентности, чтобы исследовать потенциал CH ₄ в качестве активатора горения. Метан немного ускорил горение на богатой смеси ( ϕ = 1,1), что не оказало существенного влияния на продолжительность горения на стехиометрическом режиме, зато уменьшило скорость горения на обедненной смеси ( ϕ = 0,9). С целью сокращения выбросов CO ₂ аммиак также использовался в качестве вторичного топлива в бинарных/тройных смесях с бензиновым и спиртовым топливом. Благодаря своему высокому октановому числу аммиак позволяет увеличить момент зажигания и повысить давление на впуске; таким образом можно компенсировать потерю выходной мощности, связанную с низкой плотностью энергии и скоростью горения. В исследовании Ryu et al. (2014b) потенциал NH ₃ непосредственный впрыск был исследован в двухтопливном бензиновом двигателе с искровым зажиганием и впрыском через порт. При работе в двухтопливном режиме выходная мощность, приписываемая бензину, поддерживалась постоянной, а общая мощность увеличивалась за счет регулировки впрыска аммиака. Результаты сравнивались с работой на чистом бензине при той же нагрузке, подчеркивая сходное общее энергопотребление тормозов. Напротив, выбросы NOx строго наказывались. Хапутантри и др. (2014) исследовали способность этанола и метанола повышать растворимость аммиака в бензине и, следовательно, улучшать его содержание в тройных смесях. Они обнаружили увеличение содержания аммиака с 3,7% в случае бинарного NH ₃ / Бензиновые смеси до 30 об.% в тройных смесях с 30 об.% метанола. Независимо от процентного состава, при высоких оборотах двигателя введение аммиака в смеси спирта и бензина приводило к увеличению крутящего момента.

4.2 Аммиак как топливо в двигателях с воспламенением от сжатия

Сжигание аммиака в двигателях с воспламенением от сжатия является сложной задачей из-за его очень низкой реактивности, что делает его более привлекательным для принудительного зажигания. Напротив, недавний интерес к аммиаку как к топливу в основном вызван индустрией морского судоходства, которая широко использует двигатели большого диаметра с воспламенением от сжатия. В свете этого изучаются несколько решений по сжиганию аммиака в чистом виде или в двухтопливном режиме в двигателях с воспламенением от сжатия. Первые исследования по использованию аммиака в дизельных двигателях относятся к концу 60-х годов по программе US Army Energy Depot. В 1967, Грей и др. (1967) сжигали чистый аммиак в двигателе Cooperative Fuel Research (CFR), увеличив степень сжатия до 35:1 и температуру на впуске до 423 К. Низкая реакционная способность аммиака в сочетании с высокой степенью сжатия привели к пику давления около 150 бар, вероятно, из-за гомогенного процесса сгорания заряда. Использование запального дизельного топлива в качестве триггера воспламенения позволило снизить компрессию до 15,2:1. Подобные результаты можно найти в литературе того же возраста (Pearsall and Garabedian, 19).68), предполагающий использование двухтопливного режима горения. Поэтому более поздние исследования были направлены на оптимизацию производительности и выбросов выхлопных газов двигателей, работающих на Nh4 / дизельном топливе, для снижения выбросов парниковых газов без ухудшения характеристик. Юсефи и др. (2022) исследовали влияние соотношения аммиак/дизель и стратегии впрыска дизельного топлива на поведение одноцилиндрового двухтопливного двигателя Common Rail для тяжелых условий эксплуатации. Энергетическая доля аммиака регулировалась через порт впрыска топлива. Снижение диффузионной стадии сгорания дизельного топлива за счет введения предварительно смешанной смеси воздух/NH ₃ приводит к более низкому пиковому давлению в цилиндре, увеличивая продолжительность сгорания. Следовательно, снижение NOx до 58% достигается при максимальной доле энергии NH ₃ , равной 40%. Оптимизация стратегии впрыска дизельного топлива позволяет поддерживать ITE практически постоянным при снижении выбросов парниковых газов примерно на 12%. Как показали Рейтер и Конг (2008), NH ₃ можно использовать в качестве основного топлива в дизельных двигателях с турбонаддувом с небольшими модификациями впускного отверстия. Испытания проводились при различных нагрузках и оборотах двигателя. Энергетическая доля аммиака 95% было достигнуто при крутящем моменте двигателя, близком к максимальному. Дальнейшее повышение эффективности сгорания может быть достигнуто за счет непосредственного впрыска аммиака в камеру сгорания под высоким давлением. Ли и др. (2022) сравнили характеристики сгорания и выбросы отработавших газов двухтопливного дизельного двигателя с характеристиками двух разных систем впрыска аммиака: непрямого низкого давления и прямого высокого давления. Результаты показали увеличение максимального замещения энергии при переходе с системы впрыска низкого давления на систему впрыска высокого давления с 80% до 97%. Двухтопливный режим низкого давления обеспечивал более высокую указанную тепловую эффективность, в то время как двухтопливный режим высокого давления ограничивал выбросы несгоревших выхлопных газов NH ₃ .

Было изучено несколько вариантов использования NH ₃ в сочетании с альтернативными видами топлива в двигателях с воспламенением от сжатия. Рейтер и Конг (2008) исследовали влияние метилового эфира соевого масла в качестве триггера возгорания аммиака. Замена биодизеля дизельным топливом не привела к значительным изменениям производительности и выбросов. Тай и др. (2017) провели численное исследование использования керосина в смеси или в качестве альтернативы дизельному топливу для инициирования сгорания NH 9.0011 3 . Они обнаружили опережение начала воспламенения при переходе с дизельного топлива на керосин, что привело к более полному сгоранию NH ₃ в областях, близких к гильзе цилиндра и щелям. Были предприняты некоторые попытки закачки смесей диметилового эфира (ДМЭ)/NH ₃ , поскольку NH ₃ смешивается с ДМЭ. В исследовании Ryu et al. (2014c) чистый ДМЭ и две разные смеси ДМЭ/NH ₃ (40 % и 60 % масс. NH ₃ ) впрыскивались непосредственно в двигатель с воспламенением от сжатия. Авторы обнаружили ухудшение производительности при более высокой циклической изменчивости при увеличении NH ₃ %. Кроме того, увеличение продолжительности горения и более низкая температура горения NH ₃ привели к увеличению выбросов CO и HC.

Nh4 может успешно использоваться в качестве носителя водорода благодаря надежности бортовых систем получения водорода путем крекинга или диссоциации NH ₃ (Kurien, Mittal, 2022). Гилл и др. (2012) провели экспериментальный анализ влияния диссоциированного NH ₃ на сгорание и выбросы дизельного двигателя с прямым впрыском. С этой целью 3% всасываемого воздуха заменяли газообразным аммиаком, диссоциированным аммиаком и чистым водородом. На рис. 7 показано влияние работы на двух видах топлива на тепловую эффективность тормозов и выбросы CO 9 .0011 2 выбросы. И аммиак, и водород обеспечивают снижение полноты сгорания по сравнению с использованием чистого дизельного топлива. Эту тенденцию можно объяснить механизмами сгорания H ₂ и NH ₃ по сравнению с дизельным топливом. Фактически, условия разбавления смеси, типичные для двигателей с воспламенением от сжатия, ухудшают распространение пламени предварительно смешанной смеси, ухудшая эффективность сгорания. Замена 3% об. всасываемого воздуха на безуглеродный NH ₃ или H ₂ позволяет сократить количество дизельного топлива примерно на 15% с преимуществами по выбросам CO ₂ эмиссия примерно до 12%.

РИСУНОК 7 . Тепловой КПД тормозов при различных добавках к впускному воздуху: газообразный аммиак, чистый водород и диссоциированный аммиак (Gill et al., 2012).

5 Заключение

Необходимость немедленных решений по сокращению выбросов парниковых газов представляет собой одну из самых серьезных проблем для транспортного сектора с момента изобретения двигателя внутреннего сгорания. Несмотря на переход к электрификации, путь от сжигания топлива к электродвигателям долог, и для достижения этой цели необходимо решить несколько вопросов. Кроме того, электрические двигатели не могут заменить двигатели внутреннего сгорания, даже если они конкурируют друг с другом. В этом сценарии зеленый аммиак считается перспективным топливом, поскольку он не содержит углерода, имеет относительно высокую объемную плотность энергии и его легко хранить и транспортировать.

Существует несколько недостатков с точки зрения безопасности и эффективности, которые ограничивали использование аммиака в больших масштабах в прошлом из-за его химико-физических характеристик. Действительно, токсичность и плохие свойства сгорания ограничивают использование аммиака в качестве прямой замены стандартного топлива в доступных системах конверсии, при этом основные проблемы возникают при его применении в двигателе внутреннего сгорания.

Тем не менее, потенциальное влияние его использования в качестве энергоносителя на декарбонизацию привлекло внимание академических и промышленных исследований к изучению и тестированию возможных решений для преодоления недостатков, от экологически чистого производства до его эффективного использования.

Аммиак будет иметь смысл как экологически чистое топливо только в том случае, если пути его производства станут зелеными. В настоящее время на промышленном уровне аммиак производится с использованием азота и водорода в газовой фазе по процессу Габера-Боша (ГБ). С экологической точки зрения этот путь слишком энергозатратен и неустойчив: процесс H-B в основном основан на использовании ископаемого топлива в качестве источника энергии и сырья, поскольку почти весь газообразный водород, используемый для синтеза аммиака, производится паром. риформинг природного газа. В этом обзоре были оценены два различных пути производства зеленого аммиака: первый, имеющий значительные долгосрочные масштабы, основан на процессе H-B, работающем на водороде из возобновляемых источников (зеленый водород), и весь процесс приводится в действие электричеством из полностью возобновляемые источники. Перевод традиционных установок синтеза с сырья для парового риформинга на сырье для зеленого водорода (например, путем включения в процесс электролиза воды) требует гибкости конструкции завода и оптимального распределения источников энергии; а второй путь основан на электрохимическом синтезе аммиака; в этом случае процесс H-B больше не нужен: процессы, связанные с этим вторым путем, в настоящее время находятся на TRL 1, и потребуются дальнейшие исследования и разработки, прежде чем можно будет рассмотреть крупномасштабное промышленное производство.

Большое внимание было уделено NH ₃ в качестве топлива, при разработке и оптимизации множества подробных кинетических схем. Их наличие обязательно для проектирования и оптимизации систем термопреобразования с использованием аммиака, а также для настройки их цифровых двойников. Большинство этих схем были получены из механизмов, разработанных для образования/восстановления NO _x при низких давлениях (через быстрый, топливный и тепловой пути NO) и термического De-NO _{x 9.0012, и были обновлены на основе недавних экспериментальных данных, в то время как только недавно были предложены экспериментальные данные в условиях высокого давления/высокой температуры, относящиеся к ДВС, что стимулировало дальнейшее развитие в попытке обеспечить надежные и надежные кинетические схемы. Тем не менее, химия окисления NH 3 по-прежнему имеет много открытых вопросов, в основном связанных с большими неопределенностями константы скорости, различными термохимическими параметрами и описанием зависимости скорости от давления, относящегося к условиям высокого давления. Кроме того, некоторые важные шаги, такие как NH 3 химия пиролиза наряду с маршрутом NxHy, туннельный характер реакций NNH и сильная чувствительность NH 3 к химии DeNOx, к петле NO-NO 2 и к N 2 O и H 2 Разновидности NO/HONO, по-прежнему требуют должного внимания. Эти проблемы подчеркиваются в случае добавления улучшителей топлива, когда необходимо учитывать прямую связь между радикалами аммиак-аммиак и химией окисления топлива. В последнее время было предпринято много усилий благодаря наличию новых данных при высоком давлении/высокой температуре в виде ламинарных скоростей пламени и времени задержки самовоспламенения в качестве фундаментальных параметров для прогнозирования условий ДВС и набора подробных кинетических моделей, которые необходимо разработать. используются для оценки параметров горения, наряду с упрощенными схемами для целей CFD.}

Практическое применение аммиака в двигателях внутреннего сгорания вызывает интерес у судоходных компаний, которые обращают внимание на аммиак, поскольку он может сжигаться в существующей архитектуре двигателя с модификациями модернизации. Высокая температура самовоспламенения и низкая скорость горения требуют использования промоторов горения для ограничения гашения пламени и пропусков зажигания. Наиболее убедительным решением этого вопроса считается бортовое производство H ₂ от NH ₃ крекинг, рекуперация тепла двигателя для поддержки эндотермических реакций. Экспериментальные испытания на двигателях с искровым зажиганием показывают, что сгорание H ₂ с добавлением NH ₃ может заменить Ch5 без потери эффективности. Дальнейшие улучшения ожидаются при разработке систем прямого впрыска под высоким давлением, которые предотвращают проскальзывание NH ₃ и повышают стабильность сгорания. Интерес также вызывает сжигание аммиака в двигателях с воспламенением от сжатия, поскольку это должно ограничить модификации существующих архитектур судовых двигателей. Напротив, это решение приводит к слишком сильному снижению эффективности, поскольку низкая реакционная способность NH ₃ предполагает изменение механизма сгорания, в котором преобладает предварительное смешивание, что снижает термический КПД. Увеличение давления впрыска современных систем Common Rail для топлива с низкой вязкостью может привести к новому поколению двигателей с воспламенением от сжатия, позволяющих использовать дизельное топливо, аналогичное сгоранию аммиака.

Вклад авторов

CT и MJ разработали концепцию исследования, исследовали исследование, написали первоначальный проект, а также написали, рассмотрели и отредактировали рукопись. LM и PS разработали концепцию исследования, исследовали исследование и написали первоначальный проект.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все претензии, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Ссылки

Агравал Р. и Вудворд Д. В. (1991). Эффективные криогенные генераторы азота: эксергетический анализ. Сепаратор газа Purif. 5 (3), 139–150. doi:10.1016/0950-4214(91)80012-t

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ахмед С. Ф., Сантнер Дж., Драйер Ф. Л., Падак Б. и Фарук Т. И. (2016). Расчетное исследование образования NOx в условиях, относящихся к работе газовой турбины, часть 2: NOx при сжигании топлива с высоким содержанием водорода при повышенном давлении. Энергетическое топливо. 30 (9), 7691–7703. doi:10.1021/acs.energyfuels.6b00421

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ариемма Г. Б., Соррентино Г., Рагуччи Р., де Джоаннон М. и Сабиа П. (2022). Сжигание аммиака/метана: стабильность и выбросы NOx. Горение. Flame 241, 112071. doi:10.1016/j.combustflame.2022.112071

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Арунтанайотин С., Станьи А., Сонг Ю., Эрбине О., Фаравелли Т. и Баттин-Леклерк Ф. (2021). Взаимодействие аммиака и метана в реакторах со струйным перемешиванием и проточных реакторах: исследование экспериментального и кинетического моделирования. Проц. Сгорел. Инст. 38 (1), 345–353. doi:10.1016/j.proci.2020.07.061

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ashik, U.P.M., Viswan, A., Kudo, S., and Hayashi, J.-i. (2018). «Наноматериалы как катализаторы», в Микро- и нанотехнологии, Применение наноматериалов . Редакторы С. М. Бхагьярадж, О. С. Олувафеми, Н. Калариккал и С. Томас, 45–82. doi:10.1016/B978-0-08-101971-9.00003-X

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Бисер Ю. и Динсер И. (2017). Оценка устойчивой системы электрохимического производства аммиака с использованием водорода, полученного фотоэлектрохимически, под концентрированным солнечным светом. Поддержание ACS. хим. англ. 5 (9), 8035–8043. doi:10.1021/acssuschemeng.7b01638

Полный текст CrossRef | Google Scholar

IEA Bioenergy Binder, M. , Kraussler, M., Kuba, M., and Luisser, M. (2018). Водород из газификации биомассы. https://www.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2019/01/Wasserstoffstudie_IEA-final.pdf (по состоянию на 15 мая 2022 г.).

Google Scholar

Буше Д. Л., Дэвис Дж. А., Эдвардс Дж. Г. и Меннад А. (1995). Исследование предполагаемого фотосинтеза аммиака на легированном железом титане и оксидах других металлов. J. Фотохим. Фотобиол. Хим. 88 (1), 53–64. doi:10.1016/1010-6030(94)03994-6

CrossRef Full Text | Google Scholar

Cai, X., Fu, C., Iriawan, H., Yang, F., Wu, A., Luo, L., et al. (2021). Литий-опосредованное электрохимическое восстановление азота: понимание механизмов для повышения производительности. iScience 24 (10), 103105. doi:10.1016/j.isci.2021.103105

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Капурсо Т., Стефаницци М., Торрези М. и Кампореале С. М. (2022). Перспектива роли водорода в энергетическом переходе 21 века. Преобразование энергии. Управление 251, 114898. doi:10.1016/j.enconman.2021.114898

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чай В. С., Бао Ю., Цзинь П., Тан Г. и Чжоу Л. (2021). Обзор аммиачного, аммиачно-водородного и аммиачно-метанового топлива. Продлить. Поддерживать. Energy Rev. 147, 111254. doi:10.1016/j.rser.2021.111254

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чехаде Г. и Динсер И. (2021). Прогресс в производстве зеленого аммиака как потенциального безуглеродного топлива. Fuel 299, 120845. doi:10.1016/j.fuel.2021.120845

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен Х., Донг Ф. и Минтир С. Д. (2020). Развитие и перспективы биоэлектрокатализа для производства химикатов, топлива и материалов. Нац. Катал. 3, 225–244. doi:10.1038/s41929-019-0408-2

CrossRef Full Text | Google Scholar

Чен Дж., Цзян X., Цинь X. и Хуан З. (2021). Влияние смешивания водорода на высокотемпературное самовоспламенение аммиака при повышенном давлении. Fuel 287, 119563. doi:10.1016/j.fuel.2020.119563

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чоу Дж., Сан В., Омбрелло Т. и Картер К. (2021). Плазменное сжигание аммиака: одновременное снижение выбросов NOx и усиление пламени. Горение. Пламя 228, 430–432. doi:10.1016/j.combustflame.2021.02.016

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Комотти, М., и Фриго, С. (2015). Система генерации водорода для двигателей внутреннего сгорания, работающих на аммиаке и водороде. Междунар. J. Hydrogen Energy 40 (33), 10673–10686. doi:10.1016/j.ijhydene.2015.06.080

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Корнелиус В., Хуэльмантель Л. В. и Митчелл Х. Р. (1966). Аммиак как моторное топливо. SAE Trans. 74, 300–326.

Google Scholar

Дагаут П., Гларборг П. и Альзуэта М. (2008). Окисление цианистого водорода и родственная химия. Прог. Энергетическое сгорание. науч. 34 (1), 1–46. doi:10.1016/j.pecs. 2007.02.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Дай Л., Герсен С., Гларборг П., Мохов А. и Левински Х. (2020). Исследования самовоспламенения смесей Nh4/Ch5 при высоком давлении. Горение. Пламя 218, 19–26. doi:10.1016/j.combustflame.2020.04.020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Димитриу П. и Джавид Р. (2020). Обзор аммиака в качестве топлива для двигателей с воспламенением от сжатия. Междунар. J. Hydrogen Energy 45 (11), 7098–7118. doi:10.1016/j.ijhydene.2019.12.209

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Дрейк М.С. и Блинт Р.Дж. (1991). Расчеты путей образования NOx при распространении ламинарного пламени предварительно смешанной смеси Ch5/воздух под высоким давлением. Горение. науч. Технол. 75 (4-6), 261–285. doi:10.1080/0010220

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Duynslaegher, C., Contino, F., Vandooren, J., and Jeanmart, H. (2012). Моделирование горения аммиака при низком давлении. Горение. Пламя 159 (9), 2799–2805. doi:10.1016/j.combustflame.2012.06.003

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Европейская комиссия (2021 г.). Вступительное слово президента: Европейская водородная неделя. Доступно по адресу https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/speech_21_6421 (по состоянию на 15 мая 2022 г.).

Google Scholar

Feng, Y., Zhu, J., Mao, Y., Raza, M., Qian, Y., Yu, L., et al. (2020). Низкотемпературные характеристики самовоспламенения бинарного топлива Nh4/дизель: измерение времени задержки воспламенения и кинетический анализ. Fuel 281, 118761. doi:10.1016/j.fuel.2020.118761

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фриго С. и Джентили Р. (2013). Анализ поведения 4-тактного кремниевого двигателя, работающего на аммиаке и водороде. Междунар. J. Hydrogen Energy 38 (3), 1607–1615. doi:10.1016/j.ijhydene.2012.10.114

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гарабедян, К. Г., и Джонсон, Дж. Х. (1966). Теория работы двигателя внутреннего сгорания, работающего на аммиаке. USCFSTI, представитель AD (США) 41 (15).

Google Scholar

Гардинер М. и Сатьяпал С. (2009). Энергетические потребности для сжатия и сжижения газообразного водорода в связи с потребностями в хранении транспортных средств Запись программы Министерства энергетики США по водороду и топливным элементам. Доступно в Интернете: https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/9013_energy_requirements_for_hydrogen_gas_compression.pdf (по состоянию на 13 июня 2019 г.).

Google Scholar

Гассан, К., и Ибрагим, Д. (2020). Новый метод для нового синтезатора аммиака, индуцируемого электромагнитным полем. Междунар. Дж. Энерджи Рез. 44 (9), 7183–7197. doi:10.1002/er.v44.910.1002/er.5355

CrossRef Full Text | Google Scholar

Гилл С.С., Чата Г.С., Цолакис А., Голунски С.Е. и Йорк А.П.Е. (2012). Оценка эффектов частичного обезуглероживания дизельного двигателя путем совместной заправки диссоциированным аммиаком. Междунар. Дж. водородная энергия 37 (7), 6074–6083. doi:10.1016/j.ijhydene.2011.12.137

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гларборг П., Хашеми Х., Ческис С. и Джаспер А. В. (2021). О константе скорости для Nh3+HO2 и эффективности столкновений третьих тел для Nh3+H(+M) и Nh3+Nh3(+M). J. Phys. хим. А 125 (7), 1505–1516. doi:10.1021/acs.jpca.0c11011

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Гларборг П., Миллер Дж. А. и Ки Р. Дж. (1986). Кинетическое моделирование и анализ чувствительности образования оксида азота в реакторах с хорошим перемешиванием. Горение. пламя 65 (2), 177–202. doi:10.1016/0010-2180(86)

-0

CrossRef Full Text | Google Scholar

Грей Дж. Т., Димитрофф Э., Меккель Н. Т. и Квиллиан Р. Д. (1967). Аммиачное топливо — совместимость с двигателем и сгорание. SAE Trans. 75, 785–807.

Google Scholar

Хань Д., Лю Ю. и Хуанг З. (2022). «Использование аммиака в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания», в «Двигатели и топливо для транспорта будущего». Энергия, окружающая среда и устойчивость. Редакторы Г. Калгатги, А.К. Агарвал, Ф. Лич и К. Сенекал (Сингапур: Springer), 233–256. doi:10.1007/978-981-16-8717-4_10

CrossRef Full Text | Академия Google

Хан, X., Ван, З., Коста, М., Сан, З., Хе, Ю. и Сен, К. (2019). Экспериментальное и кинетическое моделирование скоростей ламинарного горения предварительно смешанных пламен Nh4/воздух, Nh4/h3/воздух, Nh4/CO/воздух и Nh4/Ch5/воздух. Горение. Пламя 206, 214–226. doi:10.1016/j.combustflame.2019.05.003

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хапутантри С.О., Максвелл Т.Т., Флеминг Дж. и Остин К. (2014). Смеси третичного топлива аммиак бензин-этанол/метанол в качестве альтернативного автомобильного топлива. ASME Междунар. мех. англ. конгр. Экспо. 46514, V06AT07A071. doi:10.1115/imece2014-38026

CrossRef Full Text | Google Scholar

Хаякава А., Гото Т., Мимото Р., Аракава Ю., Кудо Т. и Кобаяши Х. (2015). Скорость ламинарного горения и длина Маркштейна пламени предварительно смешанной смеси аммиак/воздух при различных давлениях. Топливо 159, 98–106. doi:10.1016/j.fuel.2015.06.070

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хе, X., Шу, Б., Насименто, Д., Мошаммер, К., Коста, М., и Фернандес, Р. X. (2019 г.). Кинетика самовоспламенения аммиака и аммиачно-водородных смесей при промежуточных температурах и высоких давлениях. Горение. Пламя 206, 189–200. doi:10.1016/j.combustflame.2019.04.050

CrossRef Полный текст | Google Scholar

IRENA — Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (2020). Снижение затрат на экологически чистый водород: расширение электролизеров для достижения климатической цели 1,5⁰C. https://irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Dec/IRENA_Green_hydrogen_cost_2020.pdf (по состоянию на 15 мая 2022 г.).

Google Scholar

Исаев Г., Гири Б. Р., Эльбаз А. М., Шреста К. П., Мосс Ф., Робертс В. Л. и др. (2021). Поведение при горении аммиака, смешанного с диэтиловым эфиром. Проц. Сгорел. Инст. 38 (1), 499–506. doi:10.1016/j.proci.2020.06.337

CrossRef Full Text | Google Scholar

Джаббур Т. и Клодик Д. Ф. (2004). Классификация скорости горения и воспламеняемости хладагентов/ОБСУЖДЕНИЕ. АШРАЭ Пер. 110, 522.

Google Scholar

Клиппенштейн С. Дж., Хардинг Л. Б., Гларборг П. и Миллер Дж. А. (2011). Роль NNH в образовании и контроле NO. Горение. Пламя 158 (4), 774–789. doi:10.1016/j.combustflame.2010.12.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кобаяши Х., Хаякава А., Сомаратне К.Д.К.А. и Окафор Э.К. (2019). Наука и технология сжигания аммиака. Проц. Сгорел. Инст. 37 (1), 109–133. doi:10.1016/j.proci.2018.09.029

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Коннов А. А. и де Рюйк Дж. (2001). Температурно-зависимая константа скорости реакции NNH + O → NH + NO. Горение. Пламя 125 (4), 1258–1264. doi:10.1016/s0010-2180(01)00250-4

CrossRef Full Text | Google Scholar

Коннов А. А. и Рюйк Дж. Д. (2001). Возможный новый маршрут для отсутствия строя Vian2h4. Горение. науч. Технол. 168 (1), 1–46. дои: 10.1080/00102200108₀

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Коннов А. А. и Рюйк Дж. Д. (2000). Кинетическое моделирование термического разложения аммиака. Горение. науч. Технол. 152 (1), 23–37. doi:10.1080/00102200008952125

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ковач М., Папп М., Цели И. Г. и Тураньи Т. (2020). Определение скоростных параметров ключевых элементарных реакций N/H/O на основе экспериментов по сжиганию h3/O2/NOx. Топливо 264, 116720.

Google Scholar

Куриен, К., и Миттал, М. (2022). Обзор производства и использования зеленого аммиака в качестве альтернативного топлива в двухтопливных двигателях с воспламенением от сжатия. Преобразователи энергии. Управление 251, 114990. doi:10.1016/j.enconman.2021.114990

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лэмб К. Э., Виано Д. М., Лэнгли М. Дж., Хла С. С. и Долан М. Д. (2018). Высокочистый h3 Производится из Nh4 с помощью катализатора разложения на основе рутения и мембраны на основе ванадия. Инд.Инж. хим. Рез. 57 (23), 7811–7816. doi:10.1021/acs.iecr.8b01476

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Люлье, К., Брекиньи, П., Контино, Ф., и Мунаим-Руссель, К. (2019a). «Характеристики сгорания аммиака в современном двигателе с искровым зажиганием», на конференции по устойчивой мобильности. doi:10.4271/2019-24-0237

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люлье, К., Брекиньи, П., Контино, Ф., и Мунаим-Руссель, К. (2021). Экспериментальное исследование характеристик горения аммиака в двигателе с искровым зажиганием с помощью ламинарного и турбулентного расширяющегося пламени. Проц. Сгорел. Инст. 38 (4), 5859–5868. doi:10.1016/j.proci.2020.08.058

CrossRef Full Text | Google Scholar

Люлье, К., Брекиньи, П., Контино, Ф., и Мунаим-Руссель, К. (2020a). Экспериментальное исследование сгорания аммиака/водорода/воздуха в условиях двигателя с искровым зажиганием. Топливо 269, 117448. doi:10.1016/j.fuel.2020.117448

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люлье, К., Брекиньи, П., Контино, Ф., и Мунаим-Руссель, К. (2019б). «Производительность и выбросы двигателя SI, работающего на аммиаке, с обогащением водородом», на 14-й Международной конференции по двигателям и транспортным средствам. doi:10.4271/2019-24-0137

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люлье К., Брекиньи П., Ламуре Н., Контино Ф. и Мунаим-Руссель К. (2020b). Экспериментальное исследование скоростей ламинарного горения смесей аммиак/водород/воздух при повышенных температурах. Топливо 263, 116653. doi:10.1016/j.fuel.2019.116653

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Ли Дж., Хуанг Х., Кобаяши Н., Хе З. и Нагаи Ю. (2014). Исследование по использованию водорода и аммиака в качестве топлива: характеристики горения и образование NOx. Междунар. Дж. Энерджи Рез. 38 (9), 1214–1223. doi:10.1002/er.3141

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, T., Zhou, X., Wang, N., Wang, X., Chen, R., Li, S., et al. (2022). Сравнение двухтопливных режимов впрыска низкого и высокого давления в дизельных двигателях внутреннего сгорания с пилотным зажиганием на аммиаке. Дж. Энергетический институт. 102, 362–373. doi:10.1016/j.joei.2022.04.009

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Лонг Дж., Чен С., Чжан Ю., Го С., Фу С., Дэн Д. и др. (2020). Прямой электрохимический синтез аммиака из оксида азота. Анжю. хим. Междунар. Эд. 59 (24), 9711–9718. doi:10.1002/anie.202002337

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Лубрано Лавадера М., Хан Х. и Коннов А. А. (2020). Сравнительный эффект добавления аммиака на скорость ламинарного горения метана, N-гептана и изооктана. Энергетическое топливо. 35 (9), 7156–7168. doi:10.1021/acs. energyfuels.0c03424

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Макфарлейн Д. Р., Черепанов П. В., Чой Дж., Сурианто Б. Х. Р., Ходжеттс Р. Ю., Баккер Дж. М. и др. (2020). Дорожная карта к экономике аммиака. Дж 4 (6), 1186–1205. doi:10.1016/j.joule.2020.04.004

CrossRef Full Text | Google Scholar

Маллик Д., Шарма С. Д., Кушваха А., Брахма Х. С., Натх Р. и Бховмик Р. (2022). «Новые коммерческие возможности преобразования отходов в энергию: аспект технологии газификации», в Подходы к преобразованию отходов в энергию для достижения нулевых отходов . Редакторы К. М. Хуссейн, С. Сингх и Л. Госвами, 105–127. doi:10.1016/B978-0-323-85387-3.00012-4

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Маллуппас Г., Иоанну К. и Ифантис Э. А. (2022). Обзор последних тенденций использования зеленого аммиака в качестве энергоносителя в морской отрасли. Energies 15, 1453. doi:10.3390/en15041453

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Манна М. В., Сабиа П., Соррентино Г., Виола Т., Рагуччи Р. и де Джоаннон М. (2022). Новое понимание взаимных ингибирующих эффектов и динамических режимов NH-h3 при низких и средних температурах. Сгорел. Flame , 111957. doi:10.1016/j.combustflame.2021.111957

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартин А. Дж., Шинагава Т. и Перес-Рамирес Дж. (2019). Электрокаталитическое восстановление азота: от Габера-Боша до искусственного листа аммиака. Хим. 5 (2), 263–283. doi:10.1016/j.chempr.2018.10.010

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Машрук С., Вигерас-Зунига М. О., Техеда-дель-Куэто М. Э., Сяо Х., Ю С., Маас У. и др. (2022). Особенности горения тройных смесей Ch5/Nh4/h3. Междунар. Дж. Водородная энергия . doi:10.1016/j.ijhydene.2022.03.254

CrossRef Full Text | Google Scholar

Матье О., Левак А. и Петерсен Э. Л. (2012). Влияние добавки N2O на воспламенение смесей h3-O2: экспериментальное и детальное исследование кинетического моделирования. Междунар. Дж. водородная энергия 37 (20), 15393–15405. doi:10.1016/j.ijhydene.2012.07.071

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Матье О. и Петерсен Э. Л. (2015). Экспериментальное и модельное исследование высокотемпературного окисления аммиака и связанной с ним химии NOx. Сгорел. Пламя 162 (3), 554–570. doi:10.1016/j.combustflame.2014.08.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мэй Б., Чжан X., Ма С., Цуй М., Го Х., Цао З. и др. (2019). Экспериментальное и кинетическое моделирование исследования ламинарного распространения пламени аммиака в условиях обогащения кислородом и повышенного давления. Горение. Пламя 210, 236–246. doi:10.1016/j.combustflame.2019.08.033

Полный текст CrossRef | Академия Google

Мевель, Р., Жавой, С., Лафосс, Ф., Шоме, Н., Дюпре, Г., и Пайяр, К.Э. (2009). Время задержки водород-оксид азота: экспериментальное исследование ударной трубы и кинетическое моделирование. Проц. Сгорел. Инст. 32 (1), 359–366.

Google Scholar

Майкл Дж. В., Су М.-К., Сазерленд Дж. В., Кэрролл Дж. Дж. и Вагнер А. Ф. (2002). Константы скорости для H + O2 + M → HO2 + M в семи газах для ванн. J. Phys. хим. А 106 (21), 5297–5313. дои: 10.1021/jp020229w

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Миллер, Дж. А., и Боуман, К. Т. (1989). Механизм и моделирование химии азота при горении. Прог. энергия науч. 15 (4), 287–338. doi:10.1016/0360-1285(89)

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Миллер Дж. А. и Гларборг П. (1999). Моделирование процесса термического удаления NOx: приближение к окончательному решению. Междунар. Дж. Хим. Кинет. 31 (11), 757–765. doi:10.1002/(sici)1097-4601(1999)31:11<757::aid-jck1>3.0.co;2-v

CrossRef Full Text | Google Scholar

Накамура Х. и Хасегава С. (2017). Характеристики горения и воспламенения смесей аммиак/воздух в проточном микрореакторе с регулируемым температурным профилем. Проц. Сгорел. Инст. 36 (3), 4217–4226. doi:10.1016/j.proci.2016.06.153

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Департамент здравоохранения Нью-Джерси (2016 г.). Информационный бюллетень об опасных веществах – аммиак. https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0084.pdf (по состоянию на 15 мая 2022 г.).

Google Scholar

О, С., Парк, К., Ким, С., Ким, Ю., Чой, Ю. и Ким, К. (2021). Двухтопливное сжигание природного газа и аммиака в двигателе с искровым зажиганием с различными соотношениями воздух-топливо и соотношениями разделения аммиака в условиях частичной нагрузки. Топливо 290, 120095. doi:10.1016/j.fuel.2020.120095

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Окафор Э. К., Курата О., Ямасита Х., Иноуэ Т., Цудзимура Т., Ики Н., Хаякава А., Ито С., Учида М. и Кобаяши , Х. (2021). Сжигание распыления жидкого аммиака в двухступенчатых камерах сгорания газовых турбин при 0,25 МПа; Актуальность улучшения горения для стабильности пламени и контроля NOx. Заявл. Энергетическое сгорание. науч. 7, 100038. doi:10.1016/j.jaecs.2021.100038

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Окафор Э. К., Найто Ю., Колсон С., Итикава А., Кудо Т., Хаякава А. и др. (2018). Экспериментальное и численное исследование скорости ламинарного горения предварительно смешанных пламен Ch5-Nh4-воздух. Горение. пламя 187, 185–198. doi:10.1016/j.combustflame.2017.09.002

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Отомо Дж., Коши М., Мицумори Т., Ивасаки Х. и Ямада К. (2018). Химико-кинетическое моделирование окисления аммиака с усовершенствованным механизмом реакции для горения аммиак/воздух и аммиак/водород/воздух. Междунар. J. Hydrogen Energy 43 (5), 3004–3014. doi:10.1016/j.ijhydene.2017.12.066

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пирсолл Т.Дж. и Гарабедян К.Г. (1968). Сгорание безводного аммиака в дизельных двигателях. SAE Trans. 76, 3213–3221. (2000). Пределы воспламеняемости, энергия воспламенения и скорости пламени в смесях h3–Ch5–Nh4–N2O–O2–N2. Сгорел. пламя 123 (1-2), 140–158. doi:10.1016/s0010-2180(00)00152-8

CrossRef Full Text | Google Scholar

Пиацци С., Патуцци Ф. и Баратьери М. (2022). Энергетический и эксергетический анализ различных процессов газификации биомассы в сочетании с синтезом Фишера-Тропша. Energy 249, 123642. doi:10.1016/j.energy.2022.123642

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Расмуссен К.Л., Расмуссен А.Е. и Гларборг П. (2008). Сенсибилизирующее действие NOx на окисление Ch5 при высоком давлении. Сгорел. Пламя 154 (3), 529–545. doi:10.1016/j.combustflame.2008.01.012

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Райтер А. Дж. и Конг С.-К. (2008). Демонстрация сгорания в двигателе с воспламенением от сжатия с использованием аммиака для снижения выбросов парниковых газов. Энергетическое топливо. 22 (5), 2963–2971. doi:10.1021/ef800140f

Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Роша, Р. К., Коста, М. , и Бай, X.-S. (2021). Характеристики горения и выбросов аммиака в условиях современных газовых турбин. Сгорел. науч. Технол. 193 (14), 2514–2533. doi:10.1080/00102202.2020.1748018

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ронни, П. Д., и Вахман, Х. Я. (1985). Влияние силы тяжести на ламинарное горение предварительно смешанных газов I: пределы воспламеняемости и скорости горения. Горение. Пламя 62 (2), 107–119. doi:10.1016/0010-2180(85)-7

CrossRef Full Text | Google Scholar

Россетти (2020). «Конструкция реактора, моделирование и интенсификация процесса синтеза аммиака», в Устойчивое производство аммиака. Зеленая энергия и технологии . Редакторы Инамуддин, Р. Боддула и А. Асири (Cham: Springer), 17–48. doi:10.1007/978-3-030-35106-9_2

CrossRef Full Text | Google Scholar

Роувенхорст, К. Х. Р., Крживда, П. М., Бенеш, Н. Э., Мул, Г., и Леффертс, Л. (2021). «Технологии производства аммиака», в Технико-экономические проблемы зеленого аммиака как вектора энергетики . Редакторы А. Валера-Медина и Р. Банарес-Алькантара (Academic Press), 41–83. дои: 10.1016/B978-0-12-820560-0.00004-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ryu, K., Zacharakis-Jutz, G.E., and Kong, S.-C. (2014а). Влияние прямого впрыска газообразного аммиака на рабочие характеристики двигателя с искровым зажиганием. Заяв. энергия 116, 206–215. doi:10.1016/j.apenergy.2013.11.067

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ryu, K., Zacharakis-Jutz, G.E., and Kong, S.-C. (2014с). Эксплуатационные характеристики двигателя с воспламенением от сжатия, использующего высокую концентрацию аммиака в смеси с диметиловым эфиром. Заявл. энергия 113, 488–499. doi:10.1016/j.apenergy.2013.07.065

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ryu, K., Zacharakis-Jutz, G.E., and Kong, S.-C. (2014б). Повышение производительности двигателя, работающего на аммиаке, за счет использования катализатора диссоциации для производства водорода. Междунар. Дж. водородная энергия 39 (5), 2390–2398. doi:10.1016/j.ijhydene.2013.11.098

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сабиа П., Манна М. В., Рагуччи Р. и де Джоаннон М. (2020). Взаимное ингибирующее действие водорода и аммиака в процессах окисления и роль аммиака как «сильного» коллайдера в реакциях третьих молекул. Междунар. J. Hydrogen Energy 45 (56), 32113–32127. doi:10.1016/j.ijhydene.2020.08.218

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Санчес А. и Мартин М. (2018). Проблемы увеличения и уменьшения масштаба установок по производству аммиака из возобновляемых источников: на пути к модульной конструкции. Сустейн. Произв. потреблять. 16, 176–192. doi:10.1016/j.spc.2018.08.001

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Shen, H., Choi, C., Masa, J., Li, X., Qiu, J., Jung, Y., et al. (2021). Электрохимический синтез аммиака: понимание механизма и разработка катализатора. Хим. 7 (7), 1708–1754. doi:10.1016/j. chempr.2021.01.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шива Кумар С. и Химабинду В. (2019). Производство водорода электролизом воды PEM — обзор. Матер. науч. Энергетика. 2 (3), 442–454. doi:10.1016/j.mset.2019.03.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шреста К.П., Зайдель Л., Цойх Т. и Мосс Ф. (2018). Подробный кинетический механизм окисления аммиака, включая образование и восстановление оксидов азота. Энергетическое топливо. 32 (10), 10202–10217. doi:10.1021/acs.energyfuels.8b01056

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Шу Б., Хе Х., Рамос К. Ф., Фернандес Р. X. и Коста М. (2021). Экспериментальное и модельное исследование свойств самовоспламенения смесей аммиака и метана при повышенных давлениях. Проц. Сгорел. Инст. 38 (1), 261–268. doi:10.1016/j.proci.2020.06.291

CrossRef Full Text | Google Scholar

Скальска К., Миллер Дж. С. и Ледакович С. (2010). Тенденции снижения выбросов NOx: обзор. Науч. общая окружающая среда. 408 (19), 3976–3989. doi:10.1016/j.scitotenv.2010.06.001

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Скрайберг О., Килпинен П. и Гларборг П. (2004). Химия аммиака ниже 1400 K в условиях богатого топлива в проточном реакторе. Горение. Пламя 136 (4), 501–518. doi:10.1016/j.combustflame.2003.12.008

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Смит, К., и Торренте-Мурчиано, Л. (2021). Руководство по целенаправленной разработке катализаторов синтеза аммиака на основе целостного технологического подхода. Хим. Катал. 1 (6), 1163–1172. doi:10.1016/j.checat.2021.09.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сонг Ю., Хашеми Х., Кристенсен Дж. М., Зоу К., Маршалл П. и Гларборг П. (2016). Окисление аммиака при высоком давлении и промежуточных температурах. Топливо 181, 358–365. doi:10.1016/j.fuel.2016.04.100

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стагни А. , Каваллотти К., Арунтанайотин С., Сонг Ю., Эрбине О., Баттин-Леклерк Ф. и др. (2020). Экспериментальное, теоретическое и кинетико-моделирующее исследование газофазного окисления аммиака. Реагировать. хим. англ. 5 (4), 696–711. doi:10.1039/c9re00429g

CrossRef Full Text | Google Scholar

Старкман Э. С., Ньюхолл Х. К., Саттон Р., Магуайр Т. и Фарбар Л. (1967). Аммиак как топливо для двигателей с искровым зажиганием: теория и применение. Сае Транс. 75, 765–784.

Google Scholar

Такидзава К., Такахаси А., Токухаши К., Кондо С. и Секия А. (2008). Измерение скорости горения азотсодержащих соединений. J. Hazard Mater 155 (1–2), 144–152. doi:10.1016/j.jhazmat.2007.11.089

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Tay, K.L., Yang, W., Chou, S.K., Zhou, D., Li, J., Yu, W., et al. (2017). Влияние времени впрыска и пилотного топлива на сгорание керосин-дизельного/аммиачного двухтопливного двигателя: численное исследование. Energy Procedia 105, 4621–4626. doi:10.1016/j.egypro.2017.03.1002

CrossRef Полный текст | Академия Google

Королевское общество (2020). Аммиак: безуглеродное удобрение, топливо и энергия. https://royalsociety.org/-/media/policy/projects/green-ammonia/green-ammonia-policy-briefing.pdf (по состоянию на 15 мая 2022 г.).

Google Scholar

Тянь З., Ли Ю., Чжан Л., Гларборг П. и Ци Ф. (2009). Экспериментальное и кинетическое моделирование пламени предварительно смешанной смеси Nh4/Ch5/O2/Ar при низком давлении. Горение. Пламя 156 (7), 1413–1426. doi:10.1016/j.combustflame.2009.03.005

Полный текст CrossRef | Академия Google

Ток Л., Марешаль Ф. и Перрену М. (2015). Термоэкологическая оценка производства аммиака. Кан. Дж. Хим. англ. 93 (2), 356–362. doi:10.1002/cjce.22126

Полный текст CrossRef | Google Scholar

USGS (2021). Азотная статистика и информация. https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/nitrogen-statistics-and-information (по состоянию на 15 мая 2022 г. ).

Google Scholar

Валера-Медина, А., Гутеса, М., Сяо, Х., Пью, Д., Джайлз, А., Гоктепе, Б., Марш, Р. и Боуэн, П. (2019). Вихревое горение предварительно смешанной смеси аммиака и водорода в условиях богатого топлива для работы газовых турбин. Междунар. J. Hydrogen Energy 44 (16), 8615–8626. doi:10.1016/j.ijhydene.2019.02.041

CrossRef Full Text | Google Scholar

Валера-Медина, А., Сяо, Х., Оуэн-Джонс, М., Дэвид, В. И. Ф., и Боуэн, П. Дж. (2018). Аммиак для власти. Прог. Энергетическое сгорание. науч. 69, 63–102. doi:10.1016/j.pecs.2018.07.001

CrossRef Полный текст | Академия Google

Ван, С., Ван, З., Эльбаз, А. М., Хан, X., Хе, Ю., Коста, М., Коннов, А. А., и Робертс, В. Л. (2020). Экспериментальное исследование и кинетический анализ скорости ламинарного горения предварительно смешанных пламен Nh4/сингаз/воздух, Nh4/CO/воздух и Nh4/h3/воздух при повышенных давлениях. Горение. Пламя 221, 270–287. doi:10.1016/j. combustflame.2020.08.004

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Wang, Z., Han, X., He, Y., Zhu, R., Zhu, Y., Zhou, Z., et al. (2021). Экспериментальное и кинетическое исследование скоростей ламинарного горения смеси Nh4 с Ch4OH и C2H5OH в предварительно смешанных пламенах. Сгорел. Flame 229, 111392. doi:10.1016/j.combustflame.2021.02.038

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уиллманн М., Бергер И. и Беров Э. (2021). «Новое поколение инжекторов Woodward L’Orange — идеальная платформа для сжигания электронного топлива в больших двигателях», в Heavy-Duty-, On- и Off-Highway-Motoren 2020 . Редактор Дж. Либл (Висбаден: Springer Vieweg Press), 223–240. doi:10.1007/978-3-658-34362-0_13

CrossRef Full Text | Академия Google

Сяо Х., Лай С., Валера-Медина А., Ли Дж., Лю Дж. и Фу Х. (2020). Экспериментальное и модельное исследование задержки воспламенения аммиачно-метанового топлива. Междунар. Дж. Энерджи Рез. 44 (8), 6939–6949. doi:10.1002/er.5460

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юсефи А., Го Х., Дев С., Лико Б. и Лафранс С. (2022). Влияние энергетической доли аммиака и времени впрыска дизельного топлива на сгорание и выбросы в двухтопливном аммиачно-дизельном двигателе. Топливо 314, 122723. doi:10.1016/j.fuel.2021.122723

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю Л., Чжоу В., Фэн Ю., Ван В., Чжу Дж., Цянь Ю. и др. (2020). Влияние добавки аммиака на низкотемпературное самовоспламенение N-гептана: экспериментальное и модельное исследование. Горение. Пламя 217, 4–11. doi:10.1016/j.combustflame.2020.03.019

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Юэ М., Ламберт Х., Пахон Э., Рош Р., Джемей С. и Хиссел Д. (2021). Водородные энергетические системы: критический обзор технологий, приложений, тенденций и проблем. Продлить. Поддерживать. Energy Rev. 146, 111180. doi:10.1016/j.rser.2021.111180

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Заказнов В. Ф., Куршева Л. А., Федина З. И. (1978). Определение нормальной скорости пламени и критического диаметра гашения пламени в аммиачно-воздушной смеси. Горение. Взрывы. Ударные волны 14 (6), 710–713. doi:10.1007/bf00786097

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Чжан Ю., Дэвис Д. и Бреар М. Дж. (2022). Роль водорода в декарбонизации связанной энергетической системы. Дж. Чистый. Произв. 346, 131082. doi:10.1016/j.jclepro.2022.131082

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан Ю., Матье О., Петерсен Э. Л., Бурк Г. и Карран Х. Дж. (2017). Оценка прогнозов кинетического механизма NO X на основе последних экспериментальных данных по водороду и синтетическому газу. Горение. Пламя 182, 122–141. doi:10.1016/j.combustflame.2017.03.019

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Двигатели внутреннего сгорания | Владелец флота

Природный газ быстро становится основным топливом для грузовых автомобилей. Узнайте больше об этом варианте заправки и о том, что делают другие автопарки в отрасли, а также о некоторых передовых методах использования альтернативного топлива.

Рекомендуемые

Коммерческие автомобили Trova

Выбросы и эффективность

Компания TrovaCV, занимающаяся разработкой дизельных двигателей, назначает Берчетта новым техническим директором

21 сентября, 2022

Выбросы и эффективность.

Werner планирует закупить 500 водородных двигателей Cummins X15H

8 сентября 2022 г.

Werner интегрирует водородные двигатели внутреннего сгорания Cummins и двигатели, работающие на природном газе, в свой парк, чтобы к 2035 году сократить свой углеродный след на 55%.

Фото: Werner Enterprises

Новости

Werner Enterprises приобретает Baylor Trucking

3 октября 2022 г.

Фото 257964347 | Феликс Мизиозников | Dreamstime

News

Southeastern spot rates increase in Hurricane Ian’s wake

Oct. 3, 2022

Photo: Nikola

Equipment

Nikola recalls all 93 Tre battery-electric trucks

Oct. 3, 2022

Переключение передач

Вопросы и ответы: Способы сокращения принудительной регенерации в автопарках

2 сентября 2022 г.

Кевин Мейер, специалист по обеспечению качества и техническим услугам в CENEX, рассказывает о принудительной регенерации.

Cummins

Выбросы и эффективность

Transport Enterprise Leasing интегрирует водородные двигатели Cummins X15H в парк автомобилей сравнимо с дизелем.

Джош Фишер I Владелец автопарка

Выбросы и эффективность

Cummins находит несколько способов обезуглероживания автопарков

29 августа 2022 г.

Более чистое и устойчивое будущее отрасли грузоперевозок приближается. Но путь туда усеян сложным выбором и технологиями. Cummins создает решения, которые…

Кевин Джонс / FleetOwner

Ходовые огни

Navistar завершает цикл с новой трансмиссией

26 августа 2022 г.

«У нас было преимущество этого подхода с чистого листа; мы с самого начала знали, что это будет двигатель SCR», — говорит Майкл Грахе, руководитель производства.

Последние из двигателей внутреннего сгорания

Кевин Джонс / Fleotowner

Powertrain

Благодарности: Newstar New Powertrain Advances Emissionship

9000 9000

Paccar, чтобы предложить Cummins x15n Engine

18 августа, 2022

Navistar

Оборудование

Новый грузовик Navistar. : Pilot Company

Выбросы и эффективность

Pilot расширяет предложение альтернативных видов топлива

30 июня 2022 г.

Фото: Hyliion

Выбросы и эффективность

Cummins, Hyliion partner to optimize natural gas, electric powertrain

June 29, 2022

Shifting Gears

Three diesel engine problems that may not be what you think

June 3, 2022

Джош Фишер I FleetOwner

Выбросы и эффективность

Футурист: аккумуляторные электрические грузовики — это «фантазия»

26 мая 2022 г.

Фото: Eberspaecher

Выбросы и эффективность

Eberspaecher представляет выхлопную систему для водородных двигателей

26 мая 2022 г.

Фото: 53640482 | Витфо | Dreamstime

Выбросы и эффективность

Реакция промышленности на предложение EPA по выбросам грузовиков и двигателей

24 мая 2022 г.

96522533 | Джонатан Вайс | Dreamstime.com

IdeaXchange

Поиск альтернативных видов топлива для автопарка помимо электромобилей

19 мая, 2022

Фото: ACT Expo | GNA

Выбросы и эффективность

«Чистые» грузоперевозки никуда не денутся

18 мая 2022 г.

ACT Expo | GNA

Выбросы и эффективность

Галерея: Будущее транспорта привлекает рекордное количество людей на ACT Expo

17 мая 2022 г.

Джош Фишер | FleetOwner

News

Дизельное топливо в США стабилизировалось, нарушив двухнедельный тренд рекордных цен

17 мая 2022 г.

Фото: Westport Fuel Systems

Выбросы и эффективность

Westport представляет водородную топливную систему для тяжелых двигателей с ДВС

17 мая 2022 г.:

Фото | ACT Expo

Выбросы и эффективность

Hexagon расширяет возможности использования чистого топлива для коммерческих грузовиков

13 мая 2022 г.

94432171 Автомобиль Vitpho | Dreamstime

Новости

Дизель подскочил до нового рекордного уровня

9 мая 2022 г.

Сможет ли GM сдержать свое обещание отказаться от двигателя внутреннего сгорания?

Если вы пропустили, в прошлом месяце General Motors попала в заголовки газет по всему миру, когда объявила, что в конечном итоге собирается отказаться от двигателя внутреннего сгорания. «Дженерал Моторс откажется от бензиновых и дизельных легковых автомобилей и внедорожников к 2035 году», — говорится в сообщении The Washington Post . «Дженерал моторс постепенно отказывается от бензиновых и дизельных автомобилей к 2035 году», — повторяет The Wall Street Journal 9.0128 . Затем автопроизводитель поддержал свое объявление дерзкой рекламой Суперкубка с комиком Уиллом Ферреллом в главной роли, которая обещала: «Мы идем, Норвегия», ссылаясь на страну с самой высокой долей рынка электромобилей.

Это огромно, правда? Компания, когда-то крупнейший в мире автопроизводитель и прочно связанная с пожирающими бензин пикапами и внедорожниками, такими как Chevrolet Suburban, предположительно прощается с двигателями внутреннего сгорания к четкой дате, которая находится в пределах ориентировочных сроков, установленных тремя штатами США и европейскими странами. такие как Великобритания, Швеция, Франция и Испания, и — это большой — Китай, который имеет самый большой автомобильный рынок в мире.

Но перед тем, как мы выпьем органическое шампанское, давайте немного отмотаем назад. Что на самом деле сказала GM, которая, в конце концов, присоединилась к администрации Трампа, отменив правила экономии топлива эпохи Обамы? В нем говорится, что у компании есть «стремление [курсив мой] устранить выбросы выхлопных газов от новых легковых автомобилей к 2035 году». Это не твердое обязательство, не так ли? Некоторые защитники окружающей среды и любители электромобилей настроены скептически. «GM на самом деле не заявляет, что прекратит производство пожирателей бензина к 2035 году», — сказал Дэн Беккер, директор кампании «Безопасный климатический транспорт» в Центре биологического разнообразия. «Это цель».

Надо отдать должное, компания открыто заявляет об амбициозном характере своего объявления. «Главное заключается в том, что мы взяли на себя твердое обязательство добиться углеродной нейтральности к 2040 году», — сказала Джессика Джеймс, помощник менеджера по коммуникациям в области устойчивого развития в GM, Sierra . «Это происходит. Но для того, чтобы уложиться в срок в 2035 году, необходимо кое-что сделать — это находится вне нашего прямого контроля».

Джеймс сказал, что GM хочет увидеть расширение налоговой льготы на электромобили для электромобилей, увеличение государственных инвестиций в инфраструктуру электромобилей и выделение федеральных денег на исследования аккумуляторов следующего поколения. «Эти вещи вместе могут привести нас к большому переломному моменту, когда клиенты массово выберут электромобили», — сказала она. «Думайте об этом как о сложной цели. Мы думаем, что сможем добиться этого, но для этого потребуются огромные усилия».

Или, другими словами, способность GM достигать своих целей зависит от другой политики и совпадения звезд рынка. «Никто их к этому не принуждает, — сказал Майк Рэмси, вице-президент и аналитик консалтинговой фирмы Gartner. «Я думаю, что GM серьезен в том смысле, что это амбициозная цель. Если рынок не будет двигаться в этом направлении достаточно быстро, они не перестанут производить двигатели и бензобаки только потому, что обещали. Потребители должны переключаться в больших количествах».

У коллекционера автомобилей Джея Лено, хозяина Jay Leno’s Garage, , было похожее мнение. «Замечательно, что GM сделала это заявление — теперь они должны выполнить его», — сказал Лено Sierra. Лено — известный любитель исторических лошадиных сил, но он также является энтузиастом экологически чистых автомобилей — он проехал 90 000 миль на своем Chevrolet Volt, который, по его словам, ему приходилось заправлять бензином только один раз в год. Лено считает, что в будущем сегодняшние коллекционные «Мустанги», «Феррари» и «Корветы» могут быть отнесены к редкому использованию для отдыха или трека, в то время как электромобили правят дорогами. «Технологии развиваются с бешеной скоростью, — сказал Лено. «Дайте инженерам задачу, и они смогут ее выполнить. Если бы вы сказали в 1965, что GM сможет построить Corvette 2021 года мощностью 500 лошадиных сил, который расходует почти 30 миль на галлон на шоссе, люди бы рассмеялись».

Хотя Лено, вероятно, прав в том, что в долгосрочной перспективе сегодняшние пожиратели бензина в конечном итоге станут предметами коллекционирования и диковинками, факт остается фактом: американские водители еще не сделали серьезных изменений. В 2019 году американцы купили 330 000 аккумуляторных электромобилей и гибридных автомобилей с подзарядкой от сети, что составляет менее 2% проданных новых легковых и грузовых автомобилей. По оценкам BloombergNEF, в 2030 году электромобили составят 28 % мировых пассажирских продаж, а к 2040 году по-прежнему будут составлять только 58%. Если эти цифры верны, цель GM может превзойти рынок. Это делает амбициозную цель GM похожей на умный маркетинг.

У защитников окружающей среды есть причины опасаться GM, учитывая ее более ранние шаги, в том числе отказ — через несколько недель после прошлогодних выборов — иск эпохи Трампа против уникальной способности Калифорнии устанавливать свои собственные жесткие стандарты экономии топлива и выбросов. «Как мы можем доверять обещаниям GM и других автопроизводителей, когда они отказались от своего обязательства соблюдать стандарты, о которых они договорились с Обамой?» — спрашивает Беккер.

Некоторые защитники зеленых автомобилей, тем не менее, приветствовали разворот, хотя это может быть и условно. Говорит исполнительный директор Plug In America Джоэл Левин: «Мы приветствуем обязательство General Motors перейти на электромобили и постепенно отказаться от своих бензиновых и дизельных двигателей к 2035 году. насколько это возможно. Мы не хотели бы, чтобы долгосрочная приверженность электромобилям отвлекала от усилий по выводу на рынок более чистых автомобилей уже сейчас».

Электромобили должны «расшириться» с точки зрения массовой привлекательности, но первые последователи, как правило, очень экологичны. Недавний опрос Plug In America показал, что 60% респондентов, владеющих электромобилями, называют окружающую среду и качество воздуха «наиболее важной» причиной покупки автомобиля, а 96% заявили, что их следующая покупка тоже будет электрической.

Хотя заявление GM имеет большое значение, учитывая размер компании, некоторые автопроизводители сделали более амбициозные заявления, у которых меньше пространства для маневра, чем у GM. Например, Volvo заявляет, что к 2025 году 50 % ее продаж будут полностью электрическими. И, что удивительно, их примеру последовал почтенный производитель роскошных автомобилей Bentley со своей стратегией «За пределами 100». «К 2030 году мы полностью перейдем на предложение с электрическим приводом», — сказал Бентли.

Дело в том, что почти каждый автопроизводитель удваивает ставку на электромобили и планирует свое будущее доминирование. Наступление эры электромобилей на самом деле не вопрос вместо , а вместо . «Объявление GM о переходе на полностью электрические автомобили к 2035 году сигнализирует о том, в каком направлении они движутся, но сроки довольно неопределенны», — сказала Джессика Колдуэлл, исполнительный директор по отраслевым исследованиям в автомобильной прогнозной фирме Edmunds. «И, конечно, 14 лет — это большой срок. Сроки GM могут быть ускорены или расширены. Но детройтская компания посылает сигнал о том, что они намерены выйти на этот рынок. И хотя они являются частью старой гвардии, они настаивают на том, чтобы идти в ногу со временем».

ПРИМИТЕ ДЕЙСТВИЯ

Автомобили без загрязнения окружающей среды к 2035 году!

Скажите президенту Байдену, что борьба с транспортным загрязнением должна стоять на первом месте в списке задач страны.

Нет сомнений, что времена меняются, и старая гвардия находится под давлением нового авангарда. Такие компании, как Tesla, представляют новые модели электромобилей, которые могут убедить нас забыть о маслкарах вчерашнего дня. Tesla Model S Plaid edition разгоняется до 60 миль в час менее чем за две секунды и может развивать скорость до 200 миль в час. И давайте не будем забывать Rimac, хорватскую компанию по производству гиперкаров, чей электрический CTwo, как сообщается, еще быстрее. Для Rimac мастерство электромобилей привело к заключению выгодных контрактов с поставщиками с Jaguar, Hyundai и другими.

Разработка нового автомобиля рассчитана на четыре или пять лет, а это означает, что автопроизводителям приходится планировать будущее, которого еще не существует. Понятно, что GM, изучив рыночные сигналы и политические тенденции, составляет дорожную карту для полностью электрического будущего. И в то же время также ясно, что GM дает себе достаточно места, чтобы вернуться к статус-кво. Все это побуждает защитников окружающей среды и сторонников электромобилей внимательно следить за GM и другими устаревшими автопроизводителями, следя за тем, чтобы они выполняли свои большие обещания.0005

Начало конца автомобиля с двигателем внутреннего сгорания?

«Ожидается, что новая политика, подробно описанная в среду утром на пресс-конференции, ускорит глобальный переход к электромобилям», — сообщили Корал Дэвенпорт, Лиза Фридман и Брэд Плюмер для The New York Times 24 августа. правило устанавливает ежегодную дорожную карту, чтобы к 2035 году 100% новых автомобилей и легких грузовиков, продаваемых в Калифорнии, были автомобилями с нулевым уровнем выбросов, включая гибридные электромобили с подключаемым модулем», — говорится в пресс-релизе Калифорнийского управления от 25 августа. Совет по воздушным ресурсам (CARB), регулирующие органы, отвечающие за улучшение самого худшего в стране качества воздуха в штате и принятие правил, отвечающих строгим стандартам штата по сокращению выбросов парниковых газов.

Регламент реализует и систематизирует цели в отношении легковых автомобилей, изложенные в Исполнительном указе губернатора Ньюсома N-79-20.

[ Связанный пост : Исчезнет к 2035 году: Срок годности продаж бензиновых автомобилей в Калифорнии истек, 24 сентября 2020 г.]

То, что происходит в Калифорнии, не остается там крупнейшим автомобильным рынком в Соединенных Штатах, но более дюжины других штатов обычно следуют примеру Калифорнии, устанавливая свои собственные стандарты выбросов автомобилей», — добавляют Давенпорт, Фридман и Плюмер.

Известная как Раздел 177 для той части Закона США о чистом воздухе, которая касается выбросов выхлопных газов, все, кроме двух из пятнадцати штатов, могут принять Калифорнийскую программу транспортных средств с нулевым уровнем выбросов. [См. соответствующий тег.]

Если эти штаты добьются своего и большинство из них, как ожидается, примут аналогичные правила, ограничения будут применяться примерно к трети автомобильного рынка США.

«Это огромно», — сказала Марго Оге, эксперт по электромобилям, которая возглавляла программу Агентства по охране окружающей среды по транспортным выбросам при президентах Билле Клинтоне, Джордже Буше-младшем и Бараке Обаме. По мере того, как новые штаты внедряют свои собственные версии этой политики, «они будут стимулировать рынок и инновации», — сказала она.

Впереди вызов энергосистемы

Выступая на CNN в субботу утром, ведущая Амара Уокер спросила Оге:

«Я уверена, что вы слышите. .. электромобилей, особенно с уже нагруженной рекордной жарой электросетью. А как насчет значительных инвестиций в сетевую инфраструктуру, потому что теперь на дорогах будут миллионы аккумуляторных электромобилей или даже электромобилей на топливных элементах?»

Оге признал существующую напряженность, которая заставила губернатора Ньюсома рассмотреть вопрос о продлении срока службы единственной оставшейся в штате атомной электростанции, которую планировалось закрыть в 2025 году, и четырех старых электростанций, работающих на природном газе.

«То, что я слышу от экспертов, касается не столько количества электромобилей, которые будут заряжаться ежедневно, сколько времени дня, когда эти зарядки будут производиться», — ответил Оге.

«Например, я живу в Лос-Анджелесе, и Эдисон в Южной Калифорнии давал мне отличный тариф, если я заряжал свою машину в любое время дня, кроме как с 4:00 до 9:00.:00. Так что для меня это все равно, что потратить 2 доллара на бензин. ..»

[Средняя цена бензина в Калифорнии на 28 августа: 5,28 доллара за галлон]

Что насчет правоприменения?

Что делать, если потребители автомобилей не будут сотрудничать? Фридман и Плумер из Times написали 26 августа, что план устанавливает «строгие ограничения на то, что автопроизводители могут и не могут продавать. Невыполнение этих целей влечет за собой угрозу суровых наказаний».

Цели, согласно CARB: «Новый регламент ускоряет выполнение требований, согласно которым автопроизводители должны ежегодно поставлять все большее количество легковых автомобилей с нулевым уровнем выбросов, начиная с 2026 модельного года. Продажи новых ZEV и PHEV начнутся с 35% в этом году, сборка до 68% в 2030 году и достичь 100% в 2035 году».

«Если автопроизводители не соблюдают требования, им грозит штраф в размере 20 000 долларов за каждый новый автомобиль, проданный с нарушением целевых показателей», — добавляют Фридман и Плюмер.

Поскольку эта сумма намного превышает норму прибыли типичного легкового автомобиля, маловероятно, что компании захотят платить штраф, считают эксперты.

«Калифорния хорошо соблюдает свои правила», — сказал Дэн Беккер, директор кампании за безопасный климатический транспорт в Центре биологического разнообразия. «Компании на свой страх и риск нарушают эти правила».

Связанный :

• По мере роста продаж электромобилей выбросы от транспорта продолжают расти, 20 мая 2019 г. 
• Электромобили сами по себе не сократят выбросы для достижения климатической цели Калифорнии, 29 ноября 2018 г.

Энергия Окружающая среда Правительство / Политика Инфраструктура Технологии Мир Соединенные Штаты Калифорния Калифорнийский совет по воздушным ресурсам Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) Центр биологического разнообразия Электрические транспортные средства Экологические правила Исполнительный указ электромобили Двигатель внутреннего сгорания Запрет на двигатели внутреннего сгорания Энергосистема Раздел 177 Государства Программа транспортных средств с нулевым уровнем выбросов Южная Калифорния Эдисон Дэн Беккер Корал Давенпорт Лиза Фридман Губернатор Гэвин Ньюсом Марго Оге Брэд Пламер Амара Уокер Просмотреть еще

Кончина двигателя внутреннего сгорания

Энергетика, устойчивость

Ford Model T не положил конец лошадям, но заменил их в качестве основного транспортного средства Америки. Как люди по-прежнему любят лошадей и катаются на них, так и люди будут любить и кататься на своих старых драндулетах. Но начиная с 2035 года купить новый в Калифорнии будет нельзя. Правительство штата Калифорния прекращает их продажу. Как сообщили Корал Дэвенпорт, Лиза Фридман и Брэд Плумер в New York Times  на прошлой неделе:

«Правило, изданное Калифорнийским советом по воздушным ресурсам, требует, чтобы все новые автомобили, продаваемые в штате, к 2035 году были свободны от выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ. Правило также устанавливает промежуточные цели, требуя, чтобы 35 процентов новых легковых автомобилей, проданных к 2026 году, производили нулевые выбросы. К 2030 году эта потребность вырастет до 68 процентов. Транспорт является главным источником выбросов парниковых газов, вызывающих потепление планеты».

Калифорнийское правило разрешено в соответствии с отказом от Закона о чистом воздухе, впервые установленным как часть исторического федерального закона о воздухе, принятого в 1970 году. Способность Калифорнии в течение полувека превышать федеральные требования была устранена Дональдом Трампом, но недавно восстановлена ​​​​Джо Байденом. Около дюжины штатов обычно следуют примеру Калифорнии, усиливая влияние этого захватывающего шага со стороны этого новаторского штата.

Как и следовало ожидать, есть противники этого посягательства на свободу. Некоторые определили препятствия для реализации: электросеть будет перегружена, зарядных станций не хватает, электромобили слишком дороги, калифорнийцы просто поедут в Неваду покупать свои машины. Препятствия бесконечны.

Обязательно найдутся люди, которые не будут соблюдать это правило. Но все эти препятствия не имеют значения. На пути будут ухабы, но электромобили вытеснят современные автомобили, потому что они основаны на более совершенной технологии. Вот почему автомобиль заменил лошадь. Нельзя было просто поставить лошадь и уйти. Им нужна была еда, вода, чистое стойло, ласка и даже лекарства. Для содержания лошадей требовалось больше ресурсов, и они были не такими удобными и мощными, как двигатель внутреннего сгорания. Изначально конюшен было больше, чем заправок, но со временем это изменилось. Мы увидим ту же трансформацию с зарядными станциями, заменяющими заправочные станции. Конечно, каждая проблема с электромобилями будет усугубляться социальными сетями и 24-часовым циклом новостей, фактом современной жизни, с которым Генри Форду не приходилось сталкиваться. (Срочные новости: у модели Т закончился бензин! Водитель жалеет, что не продал свою лошадь!)

Электромобили сейчас дороже, но со временем они станут конкурентоспособными по цене. За время своего существования они уже дешевле, но вскоре даже розничная или капитальная стоимость электромобиля будет такой же низкой, как у автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Поскольку электромобиль питается от возобновляемых источников энергии, стоимость топлива будет низкой и предсказуемой. Электромобили требуют меньше обслуживания и имеют меньше движущихся частей. Самое главное, производители автомобилей видят огромные возможности для бизнеса в замене американского автопарка, и они уже сделали ставку на это. Они инвестируют миллиарды в электромобили. Согласно Давенпорту, Фридману и Плюмеру: 

«Несколько автопроизводителей заявили, что их стратегии соответствуют цели Калифорнии по продвижению автомобилей без вредных выбросов. General Motors заявила, что все еще пересматривает правило, но у компании также есть цель продавать только электромобили к 2035 году. «У General Motors и Калифорнии есть общее видение полностью электрического будущего», — сказала Элизабет Винтер, представитель G.M. Директор Ford по устойчивому развитию Боб Холикросс заявил, что к 2026 году компания планирует инвестировать более 50 миллиардов долларов в электромобили и аккумуляторы, и сказал, что это правило «подаст пример Соединенным Штатам». Представитель Stellantis, которой принадлежат Chrysler, Fiat, Dodge и другие бренды, заявил, что к 2030 году компания намерена представить 25 новых электрических моделей, чтобы поддержать цели Калифорнии».

На самом деле, автомобильные компании в восторге от того, что риск, на который они шли, инвестируя в электромобили, теперь выглядит гораздо более надежной ставкой, чем до того, как Калифорния приняла меры. Электромобили, которые они продают, будут включать более дешевые модели, но их первоначальные предложения включают грузовики, такие как Ford Lightning 150, спортивные автомобили, внедорожники и другие популярные модели высокого класса. Они не просят своих клиентов жертвовать функциями, а активно разрабатывают новые причудливые варианты, использующие преимущества новой технологии.

Я вижу в этом шаблон для перехода к экономике, основанной на возобновляемых ресурсах: используйте технологии, чтобы смягчить наихудшее воздействие потребительских технологий на планету, но продолжайте развивать и продавать функции, которые нужны людям. Материалы, используемые в автомобиле, в конечном итоге должны быть переработаны, когда срок службы автомобиля закончится. Мы уже видим это на примере редкоземельных минералов, используемых в батареях, шинах и алюминии. Самое главное — изменить образ устойчивого развития с унылой жертвы на захватывающие новые продукты, функции и услуги. Автомобильные компании, кажется, делают именно это.

Другой примечательной особенностью шага Калифорнии является положительное влияние регулирования на развитие технологий. Эти новые правила не «работа- убивает », а работа- создает стимул . Мы наблюдали это на протяжении десятилетий с автомобилями. Автоматическое регулирование сначала было сосредоточено на безопасности, требуя ремней безопасности, а затем и подушек безопасности. Затем регулирование было сосредоточено на борьбе с загрязнением окружающей среды с помощью каталитических нейтрализаторов и улучшенного расхода бензина. Что случилось? Как только инженеры поняли, как соблюдать правила, у них появилось время, и они начали улучшать автомобили. Они использовали более легкие материалы, заменили механические части электроникой, они превратили наши автомобили в мобильные компьютеры с невероятным набором функций от датчиков, которые не позволяли вам врезаться в другие автомобили, до сигналов тревоги, которые напоминали вам о том, что на борту находится ребенок. Аккумуляторы и время зарядки, необходимые для электромобилей первого поколения, в конечном итоге будут заменены аккумуляторами с большим запасом хода и более быстрой перезарядкой. Мы уже видели, как эти улучшения начинаются.

Федеральная политика, подобная той, что создала систему автомагистралей между штатами, застраховала жилищную ипотеку и сделала проценты по ипотечным кредитам и налоги на недвижимость вычитаемыми, стимулировала модели развития землепользования в основном в пригородах Америки. Частный сектор построил пригороды в ответ на государственную политику в виде федеральных стимулов. Несмотря на то, что есть некоторые шаги по строительству пешеходных городов и заселению городов, наша общая схема освоения земель требует использования личного транспорта. Это не исчезнет, ​​и многие американцы предпочитают такой образ жизни. Как житель Манхэттена, я предпочитаю что-то другое, но для многих американцев то, как живут люди в моем районе, кажется загадкой. Я помню, как однажды брал интервью у кандидата на должность преподавателя, которому было искренне любопытно, как я добираюсь домой из магазина с продуктами и химчисткой без машины и подъездной дороги. В дни перед Amazon Prime я указал на человека, который ехал на велосипеде с корзиной для доставки, и сказал: «Вот чьи-то продукты».

Нам необходимо строить экологическую устойчивость на той базе, которая у нас есть, и признавать привлекательность образа жизни, предпочитаемого многими людьми. Калифорния построена на автомобилях, пригородах и автострадах. Я могу найти 12-полосное шоссе ужасающим, но калифорнийцы относятся к нему спокойно. Но за последние полвека именно это государство лидирует в очистке нашего воздуха. Они делают это снова с изменением климата и с электромобилями. Еще до этого нового правила в прошлом году 12% всех новых автомобилей, проданных в Калифорнии, были электрическими, а в этом году этот процент превышает 16%. Около миллиона домохозяйств в Калифорнии имеют солнечные батареи. Электромобиль — это один из элементов системы домашнего хозяйства и транспорта, который когда-нибудь будет менее разрушительным для окружающей среды, чем сегодняшняя система. Калифорния доберется туда первой, и ей нужно будет научить мир тому, как выполнять эту работу.

---

Теги:

КалифорнияCalifornia Air Resource BoardЭлектромобилиMS in Sustainability Management NewsViewpoints

ЕС проголосовали за запрет продажи новых бензиновых автомобилей к 2035 году

Зарядные станции для электромобилей в кампусе Северо-Восточного Бостона. Фото Мэтью Модуно / Северо-восточный университет

Новости @ Северо-восточная домашняя страница

Голосование ЕС может стать началом конца для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания

0%

Далее

В среду Европейский союз проголосовал за предложенный запрет на продажу новых автомобилей с газовым двигателем к 2035 году. Агрессивный шаг по борьбе с изменением климата позволит ЕС для достижения своей цели по сокращению выбросов транспортных средств на 100%.

Голосование в Страсбурге, Франция, также продвигает ключевой вопрос ЕС. инициатива по сокращению всех выбросов, вызывающих потепление планеты, на 55% к 2030 году, сообщает NBC News.

Можно ли всего за 13 лет сократить выбросы CO2 от новых легковых и легких коммерческих автомобилей на 100 %? В конце концов, это сделало бы невозможным продажу автомобилей, работающих на ископаемом топливе, в Европе.

На самом деле это вполне осуществимо, по словам Роберта Триста, заведующего кафедрой и профессора экономики Северо-Восточного университета.

«Технологии электромобилей существуют», — сказал он. «Стоимость электромобилей падает довольно быстро. Таким образом, к 2035 году электромобили, вероятно, будут дешевле, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, даже без субсидий».

Хотя ожидается, что стоимость производства электромобиля вырастет на 22% в следующие четыре года, в результате чего стоимость киловатт-часа достигнет 138 долларов, по прогнозам она будет неуклонно снижаться до 9 долларов.0 за киловатт-час до 2031 года, по данным CNBC News.

Профессор Боб Триест позирует для портрета. Фото Мэтью Модуно/Северо-восточный университет

Некоторые производители транспортных средств уже объявили о планах постепенного отказа от двигателей внутреннего сгорания к 2035 году, причем наиболее заметным из них является один из крупнейших в мире автопроизводителей General Motors, добавляет Триест.

В начале 2021 года Г.М. объявила о планах постепенного отказа от легковых и грузовых автомобилей, работающих на газе, и продажи только автомобилей с нулевым уровнем выбросов выхлопных газов. План G.M. будет иметь огромные последствия для нефтегазового сектора, который тесно связан с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, сообщает The New York Times.

Месяц спустя Ford также объявил о планах ускорить переход на электромобили и отказаться от автомобилей, работающих на ископаемом топливе.

«Было бы очень полезно, если бы государственная политика ускорила переход на электромобили сейчас», — говорит Триест. «Это помогло бы создать спрос на зарядные станции для электромобилей, а также сократить количество новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, которые будут продаваться до 2035 года».

За пределами ЕС многие другие страны объявили о планах отказа от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Согласно Autoweek, в 2020 году Япония объявила о планах постепенного отказа от продажи автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями к 2035 году, но подтвердила, что по-прежнему будет разрешать продажу гибридных автомобилей. Канада была еще одной страной, объявившей о шагах по поэтапному отказу от продажи газовых двигателей к тому же году, что и Япония и ЕС.

Заявление ЕС прозвучало, когда цены на газ в США достигли рекордного среднего уровня в 4,97 доллара за галлон, согласно последним данным AAA. И эксперты не верят, что цены перестанут расти в ближайшее время. По словам Наташи Каневой, руководителя отдела исследований сырьевых товаров в J.P. Morgan, к августу США могут превысить 6,20 доллара за галлон, сообщает Insider.

Итак, побудит ли голосование ЕС отказаться от ископаемого топлива и перейти к миру электромобилей?

По сообщению CNBC News, Калифорния уже обнародовала предложение о запрете новых автомобилей, работающих на газе, и представила план увеличения продаж электромобилей и автомобилей с нулевым уровнем выбросов к 2035 году. Это новый шаг для Калифорнийского совета по воздушным ресурсам. , что потребует, чтобы к 2026 году 35 % новых пассажирских автомобилей работали на аккумуляторах или водороде. 

Следуя по стопам Калифорнии, штат Массачусетс подтвердил свои планы постепенного отказа от продажи новых автомобилей с бензиновым двигателем. Это предложение было частью плана штата по чистой энергии и климату на 2030 год. В нем излагается, как законодатели поставили промежуточную цель, которая приведет к нулевым выбросам к 2050 году. На транспорт приходится 40% выбросов парниковых газов в штате, сообщает Scientific American.

«Есть некоторые штаты, которые уже приняли очень похожие меры», — говорит Триест.