211service.com
Jauns materiāls atvieglo daudz dabasgāzes uzglabāšanu
Dabasgāzes automašīnas joprojām ir nišas produkts, izņemot dažas vietas visā pasaulē, lai gan degviela ir lēta un to sadedzinot izdala mazāk oglekļa dioksīda nekā benzīns. Taču jaunie pētījumi liecina, ka jauna sintētisko materiālu klase varētu veicināt plašāku ieviešanu, padarot vieglāku un lētāku degvielas uzpildīšanu automašīnās un gāzes uzglabāšanu.
Jauns dabasgāzes uzglabāšanas veids varētu padarīt populārākas vieglās automašīnas, kas darbojas ar degvielu.
Viens no šķēršļiem šiem transportlīdzekļiem ir tas, ka normālā temperatūrā un atmosfēras spiedienā dabasgāze satur daudz mazāk enerģijas nekā tāds pats benzīna daudzums. Izplatīts risinājums ir saspiest gāzi un uzglabāt to augstā spiedienā, taču tam ir vajadzīgas dārgas degvielas uzpildes stacijas un lielas tvertnes, kas aizņem vērtīgu vietu automašīnā. Gāzes saspiešana arī tērē enerģiju.
Džefrijs Longs , ķīmijas un ķīmiskās un biomolekulārās inženierijas profesors Kalifornijas Universitātē Bērklijā un kolēģi nesen demonstrēts daudzsološs risinājums, kas balstīts uz dizaineru materiāliem, ko sauc par metāla-organiskiem karkasiem, kas ļautu automašīnām uzglabāt tādu pašu gāzes daudzumu daudz zemākā spiedienā.
Jauna alternatīva saspiestās dabasgāzes (SDG) uzglabāšanai ir tā sauktā adsorbētās dabasgāzes (ANG) uzglabāšana, kurā tvertne ir piepildīta ar porainu materiālu ar lielu virsmas laukumu. Gāze tiek uzglabāta, jo tās molekulas pielīp materiāla virsmai. CNG sistēmas uzglabā gāzi aptuveni 250 atmosfēru spiedienā, bet Longs saka, ka viņa grupas mērķis ir izstrādāt ANG sistēmu, kas to varētu uzglabāt 35 līdz 65 atmosfēru temperatūrā. Uzglabāšana 35 atmosfēru temperatūrā nozīmētu, ka cilvēki, kuri izmanto dabasgāzi apkurei un ēdiena gatavošanai savās mājās, varētu uzpildīt savas automašīnas mājās, izmantojot vienkāršu un lētu kompresoru, viņš saka.
Pagaidām nav komerciāli pieejamu ANG transportlīdzekļu, taču ir liela interese par tehnoloģiju, un tā ir diezgan nobriedusi. Šo projektu atbalstīja ASV Enerģētikas departamenta Advanced Research Projects Agency-Energy, un Longa grupa saņēma arī tehnisko palīdzību no Ford Motor Company, kas kopš 2009. gada ir pārdevis gandrīz 60 000 CNG transportlīdzekļu.
Tomēr līdz šim fizika ir ierobežojusi automašīnu klāstu, kas izmanto ANG sistēmas. Izaicinājums ir bijis izstrādāt materiālu, kas adsorbē gāzi pie mērķa spiediena 35 atmosfērām, bet arī atbrīvo to visu, pirms spiediens sasniedz piecas līdz sešas atmosfēras, kas ir minimālais spiediens, ar kādu dzinējs var darboties. Iepriekš demonstrētajās sistēmās pārāk daudz gāzes paliek tvertnē un to nevar izmantot, saka Longs.
Lai to apietu, grupa izmantoja elastīgus metāla-organiskos karkasus, kas atšķiras no stingrajiem, kas iepriekš tika izmēģināti ANG sistēmās. Materiāli izplešas pēc noteikta spiediena sasniegšanas, atverot poras, lai uzpildes laikā adsorbētu gāzi. Pie zemāka spiediena, bet nedaudz augstāka par minimālo spiedienu, ar kādu dzinējs darbojas, materiāli sabrūk un izspiež visu gāzi, lai dzinējs varētu to izmantot.
Jaunie rezultāti liecina, ka ANG sistēmas, kuru pamatā ir šie materiāli, var sasniegt lielāku uzglabāšanas ietilpību un līdz ar to lielāku diapazonu, nekā tas bija iespējams sistēmās, kurās tiek izmantoti stingri materiāli. Tas ir svarīgs principa pierādījums, taču ir nepieciešams diezgan daudz inženiertehnisko darbu, lai varētu komercializēt sistēmas, kuru pamatā ir tādi materiāli, kā šie, saka Longs.