Nieuwe simulaties geven aan dat wervelende ammoniak in verbrandingskamers kan helpen schadelijke emissies te verminderen - inzicht dat kan helpen bij de voortdurende inspanningen om ammoniak te ontwikkelen als een koolstofvrije brandstofbron.

Onderzoekers in Japan hebben een manier gevonden om de schadelijke uitstoot van ammoniakbrandstof te verminderen. Het omvat het rondwervelen van het gas met lucht als onderdeel van het stroomopwekkingsproces. De bevinding helpt het onderzoek naar ammoniak als alternatief voor op koolstof gebaseerde brandstoffen voor auto's vooruit te helpen. vliegtuigen, en energieopwekkingsinstallaties.

Ammoniak (NH ₃ ) is een verbinding die één stikstof- en drie waterstofatomen bevat. Het wordt om verschillende redenen onderzocht als alternatieve brandstofbron. Het bevat veel waterstof, maar is minder duur en minder ontvlambaar dan zuivere waterstof, waardoor het veiliger is om te vervoeren. Er bestaan ​​al productie-installaties omdat ammoniak veel wordt gebruikt in meststoffen.

Tot dusver, ammoniak is beschouwd als een brandstof bij vermenging met benzine, diesel, waterstof- en methaanbrandstoffen om het aandeel van op koolstof gebaseerde brandstoffen en hun emissies die bijdragen aan klimaatverandering te verminderen. Ammoniak ontwikkelen als pure brandstofbron blijft een uitdaging, deels omdat er relatief veel schadelijke stikstofmonoxide-emissies worden geproduceerd tijdens het verbrandingsproces.

Van stikstofmonoxide is bekend dat het schadelijk is voor de menselijke gezondheid, draagt ​​bij aan de aantasting van de ozonlaag, en wanneer het reageert met andere verbindingen, draagt ​​bij aan zure regen en atmosferische opwarming.

Een team van het Institute of Fluid Science aan de Tohoku University in Japan gebruikte supercomputers om 'grote wervelsimulaties' uit te voeren om te analyseren hoe ammoniakbrandstof zich gedraagt ​​onder verschillende verbrandingsomstandigheden. en om te zien of het theoretisch mogelijk is om de uitstoot van stikstofmonoxide te verminderen.

specifiek, ze analyseerden wat er gebeurde als ammoniak samen met lucht in een theoretische verbrandingskamer onder verschillende drukken werd rondgedraaid. Ze vergeleken de resultaten met die van ammoniak en lucht die voorgemengd waren voordat ze de verbrandingskamer binnengingen, waarvan bekend is dat het minder stikstofoxide-emissies produceert bij een hoge brandstof-luchtverhouding.

Ze vonden dat wervelende niet één, maar twee stromen ammoniakgas met één luchtstroom verminderden de uitstoot van stikstofmonoxide tot niveaus die vergelijkbaar zijn met die van voorgemengde processen. Het volume van de twee ammoniakstromen tussen de binnenste en buitenste swirlers ongelijk maken - 60 en 40 procent van de totale ingespoten brandstof, respectievelijk geleid tot een meer gelijkmatige verdeling van brandstof en lucht door de verbrandingskamer, die een lagere uitstoot van stikstofoxide veroorzaakten.

Nog altijd, emissieniveaus waren hoger dan de Japanse milieuregelgeving voor gasturbines. De onderzoekers zijn van plan om vervolgens te testen of het injecteren van lucht stroomafwaarts van de verbrandingskamer de uitstoot verder vermindert.