英国科学家称零排放飞机数年内有望“上天” 用氨替代煤油可行吗?

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英国科学家称零排放飞机数年内有望“上天” 用氨替代煤油可行吗?

全球变暖的后果正在逐渐显现。清洁、无碳的清洁能源将成为减少碳排放的解决方案之一。

英国科学家正在研发一种以氨为燃料的技术,零排放的飞机有望在数年内飞上天空。

总部位于牛津的Reaction Engines和英国科学技术设施委员会之间的合作可以使氨取代煤油成为航空燃料。

与基于煤油的航空燃料不同,氨的火灾风险更小,燃烧时不会释放导致气候变化的温室气体二氧化碳。

就像传统的喷气式飞机燃料一样,氨可以储存在飞机的机翼上——但是,与基于煤油的同类燃料不同的是,氨本身不易燃烧,这大大降低了它的火灾隐患。

为了在燃烧室中燃烧,氨需要与氢混合——氢可以通过加热和催化剂从氨中释放出来。

因此,研究人员提出,在燃料进入引擎的过程中,使用热交换器将其加热,然后使用所谓的“裂解反应器”将部分氨分解为氢和氮。

然后燃料混合物可以被点燃来驱动引擎,唯一的废物是氮、水蒸气,也许还有一些氮氧化物——尽管后者可以用更多的氨从废气中去除。

“这种燃料实际上可以减少自身排放,” Reaction Engines的James Barth表示。

考虑到改用氨燃料至少只需要对传统的喷气发动机进行少量的补充,航空公司就可以利用这种更清洁的燃料,而不需要完全替换现有的飞机。

氨的能量密度确实比传统的飞机燃料要低,这意味着使用这种新型燃料的飞机飞行距离会稍微短一些。

然而,Barth博士解释说,与其他绿色飞机方案(包括更昂贵的氢燃料和电池燃料)相比,氨气飞机的收费要更合理,而氨气飞机将非常适合短途飞行。

目前,氨是由甲烷和大气氮等天然气生产的——然而,通过用电解水代替天然气,这一过程在未来具有完全可再生的巨大潜力。

目前,每吨煤油和氨的价格大致相同。

虽然真正的绿色氨气生产成本会更高,但巴斯博士说,他预计未来的碳排放税会抵消这一成本。

“我们相信,与合成燃料相比,氨在成本上具有竞争力。”

目前,该团队正在寻求设计热转换器和裂化反应堆——并寻求资金来开发一个小规模的、基于地面的演示,以证明这种发动机可以成功启动和加速。

氨能成为未来的清洁燃料吗?

氢气是一种很有希望的清洁能源,但氢作为燃料最大的挑战之一是它气态的密度,以及储存和运输的高成本。

液态的氨提供了一种诱人的潜在解决方案,即使它有一些挑战:氨是爆炸性的,有毒的,而且具有强烈的臭味。

氨气具有毒性,暴露在空气中的高浓度氨会立即灼伤眼睛、鼻子、喉咙和呼吸道,并可能导致失明、肺损伤或死亡。它还具有腐蚀性和爆炸性。

不过,氨气已经在工业中广泛使用。在美国已经有2000英里的氨管道以及大量的基础设施用于氨的制造和分销。

而且,人们现在所使用的汽油、柴油等易燃易爆燃料也一样危险,广泛分布在运输管道、车辆和加油站中。

由于氨经常用于制冷和热泵,所以在日常生活中,在医院、超市等场所都能见到安全储存的氨。

英国皇家学会的一项研究强调,在铁路、船运和重型公路运输中使用氨可以节省大量资金。事实上,比氢气的成本降低了近80%,比液化氢的成本降低了三分之一。

铁路、重型公路和航运是真正有潜力利用氨作为绿色燃料的三个领域。目前,已经有诸多研究致力于为氨的制造寻找一种绿色、无碳同时又具备经济效益的方法。

在需要的时候,氨可以通过传统的燃烧方法或将其“裂解”成氮气和氢气转化为电能。其中,氢可以用于氢燃料电池,为电动汽车等设备提供动力。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-8611587/Zero-emission-ammonia-fuelled-aeroplanes-skies-years.html

https://energycentral.com/c/ec/could-%E2%80%98dirty%E2%80%99-ammonia-be-clean-fuel-future

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