Silniki odrzutowe napędzane ciekłym amoniakiem. Szansa dla wodorowego lotnictwa bez emisji

Silniki odrzutowe napędzane ciekłym amoniakiem. Szansa dla wodorowego lotnictwa bez emisji

Jak latać i nie emitować gigantycznych ilości gazów cieplarnianych? Nieustannie powraca kwestia zastosowania amoniaku jako jednego z paliw wodorowych. Specjaliści wymieniają wiele zalet tego związku chemicznego, które czynią go atrakcyjną alternatywą dla czystego wodoru. Czy silniki odrzutowe napędzane ciekłym amoniakiem zrewolucjonizują lotnictwo?

Wodór z amoniaku

Amoniak (NH3) jest wytwarzany przez łączenie wodoru z azotem z powietrza. Konwencjonalna metoda otrzymywania amoniaku Haber-Bosch jest energochłonnym procesem. Dlatego coraz więcej inżynierów testuje “zielone” metody produkcji amoniaku, które mogą rozwiązać problem magazynowania i transportu energii wodorowej. 

Amoniak jest tradycyjnie stosowany na dużą skalę w przemyśle nawozowym, służy też do produkcji  urządzeń chłodniczych. Niestety produkcja amoniaku konwencjonalną metodą Haber-Bosch pozostawia znaczny ślad węglowy (korzysta z paliw kopalnych). Dlatego naukowcy szukają sposobu na uczynienie jej neutralną dla środowiska z zastosowaniem OZE.

Wiele ośrodków badawczych i inżynierów analizuje, jak wykorzystać amoniak jako formę przechowywania i transportu wodoru lub jako alternatywnego paliwa transportowego. Jeżeli produkcja wodoru miałaby być zeroemisyjna i wykorzystywana jako alternatywa dla paliw konwencjonalnych, konieczne jest zwiększenie udziału energii odnawialnej. 

Problem magazynowania wodoru

Tzw. zielony wodór, czyli ten spełniający kryteria ekologiczne, wymaga jeszcze dopracowania odpowiednich form przechowywania oraz obniżenia cen produkcji i transportu. Amoniak, użyty jako nośnik pośredni rozwiązuje problem magazynowania wodoru. Amoniak, który skrapla się w temp. -33°C (a wodór aż w -253°C), zajmuje o połowę mniej miejsca niż wodór. 

Wodór jest bardzo lekki, więc do jego magazynowania potrzeba wiele miejsca. W przeciwnym razie należy go skompresować lub upłynnić – mówi współautorka badań nad pozyskiwaniem amoniaku z powietrza, profesor Rose Amal.

Dowiedz się więcej o tej metodzie: 

Wodór jak paliwo samolotowe

Fitma Aviation H2, specjalizująca się bezemisyjnym lotnictwie wodorowym, zaprojektowała samolot wodorowy, który korzysta także z ciekłego amoniaku. Gdy jest używany w komorze spalania, turbowentylator może wytwarzać taką samą siłę ciągu, jak tradycyjne źródła paliwa. Ciekły amoniak zawiera 11,5 megadżuli energii na litr, w porównaniu z 8,5 MJ/l ciekłego wodoru i 4,5 MJ/l sprężonego wodoru przy 690 barach i 15°C.

Waga zmagazynowanego ciekłego amoniaku jest znacznie mniejsza niż wodoru i może być utrzymywana przy znacznie niższym ciśnieniu w zbiorniku niż w przypadku wodoru.

Zs4FPUWnPJbazY68DtijMWuq hUvZHYgnwJXtQzW8xjQ0228bywPZBUubZIi5A0s9ibTTPCef2ALmrI6o9 VQ52Mm QfGr0hcBzEx igmHZJWy 8ElnEB7jwZmV6AogIBHktq8Qp9R D XehNA
Silniki odrzutowe napędzane ciekłym amoniakiem, fot. Aviation H2

Emisje z tlenków azotu

A co z emisjami pochodzącymi ze spalania amoniaku w powietrzu? Proces jest związany ze znaczną emisją nieorganicznych związków chemicznych z grupy tlenków azotu – NO, NO2 i N2O, z których dwa pierwsze to pośrednie gazy cieplarniane. N2O jest 298 razy silniejszym gazem cieplarnianym niż CO2. Czytaj więcej o emisjach tlenku azotu.

Australijska firma Aviation H2 sugeruje, że dodanie czystego amoniaku na odpowiednim etapie procesu zmniejszy emisje NOx, zamieniając przynajmniej część podtlenków azotu w azot i wodę. Spalaniu ulegnie wodór, a nie amoniak. Ponadto firma proponuje metodę modyfikacji istniejących już samolotów, aby te latały na paliwie bezemisyjnym.

W styczniu 2021 roku NASA przyznało 10 mln dolarów dofinansowania dla naukowców z University of Central Florida na opracowanie silników odrzutowych napędzanych amoniakiem. Nad stworzeniem samolotu pracował także Boeing.

źródło: rachargenews.com, aviationh2.com.au

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.