Forscher der UNSW haben ein Nachrüstsystem entwickelt und getestet, das Dieselmotoren so umwandelt, dass sie mit 90 % Wasserstoff betrieben werden, wodurch sowohl die Kohlendioxid- als auch die Stickoxidemissionen radikal reduziert und gleichzeitig die Effizienz um beeindruckende 26 % gesteigert werden.
Mit 10 % Diesel ist das Verfahren keine vollständige grüne Umstellung für Dieselmotoren, aber es bietet bestimmten Unternehmen eine Möglichkeit, ihre Emissionen enorm zu reduzieren, ohne vorhandene Vermögenswerte verschwenderisch zu verschrotten, die noch lange Zeit nützlich sein könnten.
Das Nachrüstsystem behält das Dieseleinspritzsystem bei, fügt jedoch eine Wasserstoffeinspritzung direkt in den Zylinder sowie eine unabhängige Steuerung des Einspritzzeitpunkts für sowohl das Wasserstoff- als auch das Dieselsystem hinzu. Es erfordert keinen besonders hochreinen Wasserstoff, und das Team hat gezeigt, dass seine „geschichtete“ Wasserstoffeinspritztechnik, die Taschen mit höheren und niedrigeren Wasserstoffkonzentrationen im Zylinder erzeugt, das Auftreten von Stickoxidemissionen unter das einer Geraden reduziert Diesel.
Die gesamten Kohlendioxidemissionen sinken um etwa 85 % auf etwa 90 Gramm/kWh Energie – das wäre für viele Betriebe mit großen Dieselfahrzeugflotten sicherlich ein solider Zwischenschritt zur vollständigen Dekarbonisierung.
Natürlich ist es darauf angewiesen, dass Wasserstoff verfügbar ist – was in den meisten Bereichen noch nicht der Fall ist. Aber als wichtigste umweltfreundliche Fahrzeugalternative zu Lithiumbatterien könnte die Zeit von Wasserstoff kommen. Lieferengpässe bei Lithium dürften den Markt für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge in den kommenden Jahren erschüttern, genau dann, wenn staatliche Vorschriften in Kraft treten, um den Übergang zum emissionsfreien Fahren in vielen Ländern ernsthaft zu beschleunigen. Und überall auf der Welt entstehen grüne Wasserstoffprojekte.
Prof. Shawn Kook / UNSW
Dennoch arbeitet das UNSW-Team vorerst daran, seine Nachrüstsysteme für Dieselmotoren innerhalb der nächsten zwei Jahre kommerzialisieren zu lassen, und zielt auf Betreiber von Industrieflotten und Generatoren wie Bergbaubetriebe ab, von denen viele bereits über Wasserstoffleitungen zum Standort verfügen. Auch hier ist es derzeit unwahrscheinlich, dass es sich um grünen Wasserstoff handelt, sodass die anfänglichen Verwendungen möglicherweise nur ihre Emissionen in ein Haber-Bosch-Werk auf der anderen Straßenseite übertragen. Aber während die Industrie für grünen Wasserstoff hochfährt, wird es für Investoren wichtig sein zu wissen, dass es eine zuverlässige und wachsende Nachfrage von Fahrzeugen gibt, die bereits Wasserstoff verwenden und nach einer saubereren Lösung suchen.
„Wir haben gezeigt, dass wir diese bestehenden Dieselmotoren nehmen und sie in sauberere Motoren umwandeln können, die mit Wasserstoff betrieben werden“, sagte Professor Shawn Kook, Hauptautor eines gerade in der veröffentlichten Artikels Internationale Zeitschrift für Wasserstoffenergie. „Bereits vorhandene Dieselmotoren nachrüsten zu können, ist viel schneller, als auf die Entwicklung völlig neuer Brennstoffzellensysteme zu warten, die möglicherweise nicht mindestens ein Jahrzehnt in größerem Maßstab kommerziell verfügbar sind. Mit dem Problem der CO2-Emissionen und des Klimas ändern, brauchen wir dringendere Lösungen, um das Problem dieser vielen Dieselmotoren zu lösen, die derzeit im Einsatz sind.“
Für einen reibungsärmeren Ansatz – wenn auch mit weniger beeindruckenden Ergebnissen – werden derzeit andere Nachrüstsysteme entwickelt, wie die HYDI-Direkteinspritzvorrichtung, die während der Fahrt ihren eigenen Wasserstoff erzeugt und ihn zur Unterstützung in das Luft-Kraftstoff-Gemisch einspritzt Diesel zünden schneller und vollständiger. Es erfordert nur ein gelegentliches Nachfüllen von Wasser, ist also völlig unabhängig von der Wasserstofftankinfrastruktur und reduziert den Kraftstoffverbrauch um 5-13 %, während es gleichzeitig die Emissionen senkt.
Quelle: Universität von New South Wales
