Ved at 'retrofitte' dieselmotorer til at køre på brint kan motorernes CO2-aftryk nedbringes markant.
Et hold forskningsingeniører fra UNSW Sydney har netop bevist, at det kan lade sig gøre, skriver det australske universitet på sin hjemmeside
Holdet arbejdede i 18 måneder på at udvikle en såkaldt Hydrogen-Diesel Direct Injection Dual-Fuel System, som gør det muligt at ombygge dieselmotorer til at køre på 90 procent brint og 10 procent diesel.
Med systemet nedbringes en dieselmotors CO2-udledning med mere end 85 procent, hvis brinten er produceret med vindmøller, solceller eller andre vedvarende energikilder - altså såkaldt grøn brint, viser resultaterne af projektet, der for nylig blev publiceret i det fagfællebedømte videnskabelige tidsskrift International Journal of Hydrogen Energy.
»Den nye teknologi kan markant nedbringe CO2-udledningen fra eksisterende dieselmotorer, så den kan komme til at spille en stor rolle i at gøre vores CO2-aftryk meget mindre, særligt i Australien med al vores minedrift, landbrug og andre tunge industrier, hvor dieselmotorer er meget udbredt,« lyder det fra Shawn Kook, der er professor og leder af UNSW Sydneys motorforskningslaboratorium.
Holdet hævder, at enhver dieselmotor kan ombygges.
Det gælder både motorerne i lastbiler, på kraftværker og dem, som bruges af industrivirksomheder.
Med det patenterede system begrænses CO2-udledningen til bare 90 g/kWh svarende til 14,9 procent af en konventionel dieselmotor.
»Muligheden med at retrofitte dieselmotorer, som allerede findes derude, er meget hurtigere end at vente på udviklingen af nye brændselscelle-systemer, som måske ikke vil være kommercielt tilgængelige på større skala inden for de næste ti år,« lyder det fra Shawn Kook.
»I forhold til problemet med CO2-udledning og klimaforandringer har vi brug for øjeblikkelige løsninger for at håndtere problemet med de mange dieselmotorer, som i dag er i brug.«
Med Hydrogen-Diesel Direct Injection Dual-Fuel System beholdes den oprindelige dieselindsprøjtning, men der tilføjes en brintindsprøjtning direkte i cylinderen, som det kan ses på billedet herunder.
Hvis man uden videre gør dette, så risikerer man imidlertid at øge udledningen af miljøskadelige NOx-partikler, forklarer professor Shawn Kook.
»Hvis du bare kommer brint ind i motoren og lader det alt sammen blande sig med hinanden, så udledes der store mængder NOx, som er en væsentlig årsag til luftforurening og syreregn.«
Netop NOx-udledningen har været en stor barriere for kommercielle brintmotorer, men her fandt ingeniørforskerne fra UNSW Sydney frem til, at man med en præcis injektion af brint kan kontrollere blandingen af brint og diesel.
»Men vi har med vores system vist, at hvis man gør det stratificeret. Det vil sige, at der i nogle områder er mere brint og i andre mindre brint - så kommer NOx-udledningen under en ren dieselmotor,« siger Shawn Kook.
Der er samtidig andre fordele ved motorsystemet end at reducere udledningen af CO2 og NOx.
Den ene er, at diesel-brint-hybridløsningen forbedrer motorens effektivitet med mellem 13 og 26 procent afhængigt af blandingsforholdet mellem diesel og brint (20-90 procent brint) på grund af den præcise diesel- og brintindsprøjtning og fulde kontrol over blandingen.
Den anden er, at ingeniørforskernes hybridsystem ikke kræver den dyre, ekstremt rene brint, som er påkrævet i andre brintbrændselscellesystemer.
Holdet bag håber på at kunne kommercialisere deres nye system inden for de næste par år.
Teknologisk set ser Hydrogen-Diesel Direct Injection Dual-Fuel System »rigtig fornuftig« ud, mener lektor Jesper Schramm fra DTU Mekanik, til Ingeniøren.
Han påpeger dog, at en udfordring for at få systemet udbredt er prisen, som holdet bag ikke oplyser noget omkring.
»Det koster noget at ombygge en motor og installere et nyt indsprøjtningssystem og tanksystem, og så er der også en mindre omkostning forbundet med at omprogrammere den computer, der styrer indsprøjtningen,« siger han.
Omkostningerne kommer ifølge Jesper Schramm til at betyde, at eksempelvis lastbilejere ikke af sig selv får ombygget motorerne, men i stedet venter på, at der kan købes nye lastbiler, der kører på brint i stedet for diesel.
»Hele lastbilindustrien arbejder hårdt på at få udviklet brintmotorer. Før sådan et her retrofitting-system bliver interessant, skal der være noget lovgivning, der stimulerer lastbilejere til at lave deres lastbiler om til brintkørsel, for ellers venter de til om 5-10 år, når der kommer nye muligheder ud på markedet,« siger han.
Han tilføjer, at virkningsgraden på eksempelvis lastbilers forbrændingsmotor allerede på nuværende tidspunkt er meget højt oppe i virkningsgrad og næsten sammenlignelige med de dyrere brændselscellemotorer.
Derfor er Jesper Schramms forventning, at forbrændingsmotorer med brint eller andre mindre klimaskadelige brændstoffer kommer til at udkonkurrere motorer baseret på brændselsceller, der i princippet fungerer som et batteri ved at omdanne brændstof og luft direkte til elektricitet.
