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研究人員開發(fā)排氣新技術(shù) 減少發(fā)動機的污染物排放

2023-02-16 09:49  來源:外媒網(wǎng)  瀏覽:  

據(jù)外媒報道,弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所ISE(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE,F(xiàn)raunhofer ISE)的科學(xué)家們開發(fā)出可減少內(nèi)燃機排放的新技術(shù)CATalytic eVAPoration process(CatVap),且目前已搭載于商用車在道路上進行測試。除柴油燃料外,該技術(shù)還可用于基于電力的燃料(電子燃料,e-fuels)和生物燃料。

圖片來源:Fraunhofer ISE

該燃油處理技術(shù)CatVap目前已獲得專利,可耦合在發(fā)動機和廢氣后處理系統(tǒng)之間。該技術(shù)始于排氣系統(tǒng),更準確地說是溫度。CatVap使排氣系統(tǒng)很快升溫到工作溫度,因此無論駕駛循環(huán)如何,都可以顯著減少污染物排放,尤其是氮氧化物。研究人員承諾,如果發(fā)動機與加熱技術(shù)之間的相互作用得到優(yōu)化,則可以在不增加油耗的情況下減少排放(與歐六商用車相比)。當(dāng)添加電子燃料和氫化植物油(HVO)等生物燃料時,該系統(tǒng)無需修改即可使用。通過使用這些燃料,整個油井到車輪(well-to-wheel)鏈可顯著減少二氧化碳等溫室氣體排放,以及有害的二次排放。

與工業(yè)伙伴的進一步發(fā)展

Fraunhofer ISE科學(xué)家正在與德國廢氣后處理和熱管理公司Albonair合作開發(fā)產(chǎn)品。Albonair為一輛中型卡車配備了CatVap系統(tǒng),結(jié)果即使在低負荷運行時也可實現(xiàn)凈化廢氣。將該系統(tǒng)安裝在總重12噸卡車發(fā)動機后的排氣側(cè),并在各種要求苛刻的試駕,結(jié)果也顯示完全減少了氮氧化物。試駕充分廣泛考慮了寒冷的天氣條件和城市交通。

ISE負責(zé)該技術(shù)的Florian Rümmele解釋說:“例如,如果配備內(nèi)燃機的車輛以非常低的速度行駛且廢氣溫度相應(yīng)較低,那么今天的歐六廢氣凈化系統(tǒng)無法完全減少有毒氮氧化物的排放。通過為廢氣后處理系統(tǒng)配備CatVap,冷啟動時僅需20秒的電加熱,從而即可啟動CatVap過程,這比傳統(tǒng)電加熱的功率高出20多倍。通過加熱排氣系統(tǒng),幾乎可以完全去除所有二次污染物排放,例如氮氧化物、煙灰和未燃燒的燃料成分。”

此外,合作雙方還開發(fā)出用于控制和數(shù)據(jù)采集的軟件。當(dāng)前的硬件和軟件可用于中型和重型卡車以及越野車或船舶的內(nèi)燃機應(yīng)用。

與合成燃料結(jié)合使用可進一步改善結(jié)果

據(jù)科學(xué)家稱,CatVap具有較大潛力,可以根據(jù)2027年計劃的歐洲排放標準減少二次排放,而無需采取額外措施。Fraunhofer ISE可持續(xù)合成產(chǎn)品部門負責(zé)人 Robert Szolak表示:“通過將可再生燃料與CatVap加熱技術(shù)相結(jié)合,有可能在車輛的能源供應(yīng)和使用的整體視圖中呈現(xiàn)幾乎無排放的內(nèi)燃機機動性。這就是為什么除了燃料加工技術(shù)之外,我們還在開發(fā)合成、可持續(xù)燃料的創(chuàng)新合成路線。我們正在研究此類燃料(通常從混合燃料開始)的市場推廣概念,因此需要使用強大的技術(shù),例如CatVap,可以與這些混合燃料一起使用。”

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