歐盟將開發新興內燃機金屬燃燒技術
2013年02月08日 11:38 5426次瀏覽 來源： 科技部 分類： 新技術
現代交通慣用的內燃機，通常采用化石燃料與空氣中的氧燃燒反應產生的化學能，轉換成有用的機械動能和有害的溫室氣體排放。而目前相對流行和正在加速研發的綠色替代解決方案，主要為基于鋰離子蓄電池電動汽車、氫燃料內燃機和加入部分可再生生物質混合燃料的發動機技術。但總體上，綠色替代技術仍然存在這樣那樣需要克服的技術難關，最主要的當然還是降低成本價格。
歐盟第七研發框架計劃（FP7）提供資助支持，由希臘科技人員領導的多學科歐洲Cometnano研發團隊，積極探索開發新興的內燃機金屬燃燒替代技術，希望從根本上找到一條解決“綠色內燃機”的新路徑。理論上，金屬燃燒反應產生的化學能，可直接轉換成有用的機械動能和無害的金屬氧化物排放，而金屬氧化物是公認的自然界中大量存在、屬于對環境和人體無害的化合物質形態。但前提條件是開發出新型的可再生回收技術，對廢棄燃料進行回收再循環。
Cometnano研發團隊的科技人員，首先選擇自然界大量存在的3種金屬材料鐵、鋁和硼，從可行性、毒性、功率密度、技術成本和市場價格等方面，采取循序見進的深入研究。將所選擇的金屬制作成原子尺度的納米粉，分別進行的鐵-空氣燃燒、鋁-空氣燃燒和硼-空氣燃燒的預實驗參數對比顯示，鐵-空氣燃燒具有較理想燃燒參數、較低的環境影響和相對低廉的技術成本。
研發團隊基于實驗參數“量身定做”開發的鐵-空氣燃燒反應數字模擬系統，對鐵納米粉適應單沖程內燃機進行了優化設計。同鋼鐵工業緊密合作，利用廢棄鐵材料開發的升級版合成鐵納米粉工藝技術，在取得技術突破的同時已獲得經濟上的成功。利用傳統柴油發動機粒子過濾器技術，成功地回收未參與燃燒反應的鐵納米粒子，從而保障鐵納米粒子100%參與燃燒反應。正在進行的納米粒子毒性研究，包括部分不充分燃燒的情況，以及單沖程內燃機單元的安全可靠性研究，均獲得了令人希望的科研成果。新興內燃機鐵金屬燃燒技術的經濟成本分析研究已展示，同傳統化石燃料內燃機的成本具有可比性（甚至更低），而且還是在尚未計算對汽車工業、金屬行業、生態環境和人類健康潛在益處的情況下。
責任編輯：安子
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