新南威爾士大學悉尼分校的研究人員將柴油發動機改造成氫動力混合動力

據國外媒體報道：新南威爾士大學發動機研究實驗室的團隊開發了新的氫柴油直噴雙燃料係統，可顯著減少碳排放。

圖1：氫-柴油直噴雙燃料係統由Shawn Kook教授（右）領導的新南威爾士大學發動機研究實驗室團隊開發
，包括Xinyu Liu（左後）和Jinxin Yang（左前）。

新南威爾士大學悉尼分校的工程師已成功將柴油發動機轉換為氫柴油混合動力發動機

，在此過程中將二氧化碳排放量減少了 85% 以上。

該團隊由機械與製造工程學院的Shawn Kook教授領導，花了大約 18 個月的時間開發氫柴油直噴雙燃料係統
，這意味著現有的柴油發動機可以使用 90% 的氫作為燃料運行。

研究人員表示
，任何用於運輸、農業和采礦業的卡車和動力設備的柴油發動機最終都可以在短短幾個月內改裝成新的混合動力係統。

使用風能和太陽能等清潔可再生能源生產的綠色氫比柴油更環保。

圖2 新南威爾士大學開發的氫柴油直接噴射雙燃料係統

，使傳統柴油發動機能夠改裝為氫柴油混合動力發動機

在《International Journal of Hydrogen Energy》上發表的一篇論文中
，Kook 教授的團隊表明，使用他們獲得專利的氫噴射係統可以將二氧化碳排放量減少到 90 g/kWh，比柴油發動機產生的量低 85.9%。

Kook 教授表明
，“這(zhe)項(xiang)新(xin)技(ji)術(shu)顯(xian)著(zhu)減(jian)少(shao)了(le)現(xian)有(you)柴(chai)油(you)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)排(pai)放(fang)量(liang)，因(yin)此(ci)它(ta)可(ke)以(yi)在(zai)減(jian)少(shao)我(wo)們(men)的(de)碳(tan)足(zu)跡(ji)方(fang)麵(mian)發(fa)揮(hui)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)
，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)澳(ao)大(da)利(li)亞(ya)，我(wo)們(men)所(suo)有(you)的(de)采(cai)礦(kuang)、農業和其他重工業都廣泛使用柴油發動機。”

“我們已經證明，我們可以利用現有的柴油發動機並將它們轉化為燃燒氫燃料的更清潔的發動機。

“能夠改造已經存在的柴油發動機比等待開發全新的燃料電池係統要快得多

，這些係統可能至少在十年內無法大規模商業化。

“隨著碳排放和氣候變化的問題
，我們需要一些更直接的解決方案來處理目前大量使用的柴油發動機的問題。”

高壓氫氣直噴

新南威爾士大學團隊對該問題的解決方案保持了最初的柴油噴射到發動機中
，但增加了氫燃料直接噴射到氣缸中。

與 Shaun Chan 博士和 Evatt Hawkes jiaoshoujinxingdezhexianghezuoyanjiufaxian，tebiedingshideqingqizhijiepenshekongzhilefadongjiqigangneidehunhezhuangkuang，congerjiejueleyouhaidedanyanghuawupaifang，zheyizhishiqingfadongjishangyehuadezhuyaozhangai。

“如果你隻是將氫氣加入發動機並讓它們混合在一起，你會排放大量氮氧化物 (NOx)，這是造成空氣汙染和酸雨的重要原因，”庫克教授說。

“但是我們已經在我們的係統中展示了，如果你讓它分層—即在某些地區有更多的氫氣，而在其他地區有更少的氫氣—那麼我們可以將 NOx 排放量減少到低於純柴油發動機的排放量。”

圖3 氫柴油直噴雙燃料係統具有對氫直噴正時和柴油噴射正時的獨立控製，可完全控製燃燒模式—預混或混合控製的氫燃燒。

氫柴油直噴雙燃料係統具有對氫直噴正時和柴油噴射正時的獨立控製，可完全控製燃燒模式—預混或混合控製的氫燃燒。

重要的是，新的氫-柴油直噴雙燃料係統不需要像燃料電池係統一樣使用超高純度的氫氣。

與現有柴油發動機相比，柴油-氫混合動力車的效率提高了 26% 以上。

通過獨立控製氫氣直接噴射正時以及柴油噴射正時實現了效率的提高
，從而能夠完全控製燃燒模式—預混或混合控製的氫氣燃燒。

研究團隊希望能夠在未來 12 到 24 個月內將新係統商業化，並熱衷於與潛在投資者進行磋商。

他們說，這項新技術最直接的潛在用途是在已經建立永久性氫燃料供應線的工業場所。

這包括采礦場，研究表明，大約 30% 的溫室氣體排放是由柴油發動機造成的
，主要用於采礦車輛和發電機。

澳大利亞的柴油發電機市場目前估計價值約為 7.65 億美元。

“在通過管道輸送氫氣的礦場
，我們可以轉換現有的用於發電的柴油發動機，”Kook 教授說。

“jiuxuyaochucunheyidongqingranliaodeyingyongeryan，liruzaimuqianchunchaiyouyunxingdekachefadongjizhong，womenhaixuyaoshishiyigechuqingxitongyijichengdaowomendepenshexitongzhong。

“我確實認為移動儲氫的一般技術需要進一步發展，因為目前這是一個相當大的挑戰。”