Diiselmootorid on tänaseni ühed olulisemad transpordi ja tööstuse tööriistad. Need on töökindlad, võimsad ja sobivad nii raskeveokitele kui ka igapäevasteks vedudeks. Samas paiskavad need õhku palju lämmastikoksiide ja tahkeid osakesi, mis halvendavad õhukvaliteeti ja kahjustavad inimeste tervist.
Lihtne, kuid palju lubav lahendus
Nigeeria Oweri föderaalse tehnikaülikooli teadlased pöörasid tähelepanu lihtsale, kuid paljutõotavale lahendusele. Nad vaatasid üle maailma uuringuid vee segamisest diislikütusesse ja märkasid emissioonide selget vähenemist. Oluline on see, et mootori võimsus seejuures ei kahane, vaid mõnel juhul lausa suureneb.
Seda tehnoloogiat nimetatakse vee ja diislikütuse emulsiooniks. Seda saab kasutada juba olemasolevates mootorites ilma suurte konstruktsioonimuudatusteta. See teeb meetodi atraktiivseks nii jõukates kui ka arengumaades, kus kallid heitgaaside puhastussüsteemid pole alati kättesaadavad.
Kuidas vee ja diislikütuse emulsioon toimib?
Emulsiooni idee on lihtne: diislikütusesse segatakse väike kogus vett ning spetsiaalsed ained – pindaktiivsed ained ehk surfaktandid – aitavad segul püsida ühtlasena umbes kuuskümmend päeva. Vesi jaotub kütuses väga peente tilgakestena, mistõttu kütus voolab ja pihustub endiselt tavapärasel viisil.
Põlemise käigus muutuvad veetilgad kiiresti auruks. Lihtsa sõnastusega: järsu mahu suurenemise tõttu tekib nn mikropurse, mis segab kütuse ja õhu paremini omavahel. Nii tekib peenem ja ühtlasem kütuseudu, mis laseb põlemisel toimuda täielikumalt.
Oluline tulemus on madalamad maksimaalsed põlemistemperatuurid. Kui temperatuur langeb, moodustub vähem lämmastikoksiide. Samal ajal vähendab täielikum põlemine tahma ja teiste tahkete osakeste hulka, sest vähem kütust jääb poolikult põlemata.
Kui palju väheneb saaste ja mis on veel oluline?
Uuringute põhjal võib lämmastikoksiidide emissioon väheneda kuni 67%. Tahkete osakeste hulk langes võrreldes tavalise diislikütusega kuni 68%. Arvestades, et tegemist on sama kütusega, millesse on vaid vett lisatud, on see väga suur edasiminek.
Lisaks emissioonide vähenemisele näitasid paljud katsed ka paremat kasutegurit. Emulsioonkütust kasutavad mootorid saavutasid sageli suurema pidurdussoojusliku kasuteguri, mis tähendab, et rohkem energiat muutus tegelikuks tööks. Lihtsamalt öeldes kasutas mootor sama kütuse hulka targemalt ära.
Teadlased rõhutavad, et emulsiooni juures on kõige olulisem roll õigesti valitud surfaktantidel. Nende tüübist ja kogusest sõltub, kas segu jääb stabiilseks, ohutuks ja tõhusaks. Parimad tulemused saadakse tavaliselt mitme erineva surfaktandi kombinatsiooni kasutamisel.
Tulevikuväljavaated
Kuigi tehnoloogia tundub küps, soovitavad teadlased edasi uurida pikaajalist mõju mootori detailidele. Samuti tuleb veelgi täpsemalt kohandada surfaktantide retsepte erinevate kliima- ja töötingimuste jaoks. See aitaks tagada, et meetod oleks usaldusväärne kõikjal, kus diiselmootoreid kasutatakse.
Vee ja diislikütuse emulsioon võib saada vaheastmeks praeguste mootorite ja puhtama energiatuleviku vahel. Seda saab kombineerida biokütuste või teiste saastet vähendavate lahendustega. Kui seda tehnoloogiat hakatakse laialdaselt rakendama, võivad diiselmootorid muutuda märksa vähem kahjulikuks juba enne, kui need turult täielikult kaovad.
