Snižování emisí zážehových motorů: Metody a inovace

Pístový spalovací motor stále zůstává těžko nahraditelným zdrojem energie pro pohon vozidel, je však třeba pracovat na jeho neustálém vývoji. Legislativa na něj klade čím dál větší nároky, a to nejen v době reálné, ale také spotřeby paliva.

Na Fakultě strojní ČVUT v Praze se výzkumu a vývoji věnují odborníci v Centru vozidel udržitelné mobility (CVUM), kteří se zaměřují na výrazné snižování spotřeby paliv i emisí spalovacích motorů.

Alternativní paliva a jejich využití

Další alternativou snižování emisí je využívání alternativních paliv, jako je zemní plyn, propan-butan, vodík nebo jejich kombinace. Používáním ekologických paliv ve schválených modelech značky Volkswagen umožňujeme zákazníkům v celé Evropě výrazně snížit jejich emise CO2, jakmile bude pro ně toto palivo lokálně dostupné.

Spektrum parafinických motorových naft je široké. Jedna skupina těchto paliv, např. HVO (Hydrotreated Vegetable Oil = hydrogenované rostlinné oleje), se vyrábí z biologických zbytků a odpadů. Uvedené rostlinné oleje se reakcí s vodíkem přeměňují na uhlovodíky, které se v libovolném množství přimíchávají do nafty, ale mohou být používány také ze 100 procent jako palivo.

Rostlinné oleje, například řepkový olej, se mohou sice používat i pro výrobu HVO, ale maximální přínosy pro ochranu životního prostředí mají až při zpracování v podobě zbytků nebo odpadů, například použitého stolního oleje, pilin atd. Současně jsou také dostupné a výrazně více rozšířené motorové nafty, které odpovídají normě EN 590 a obsahují příměs parafinické motorové nafty.

Čtěte také: Emise a jejich redukce

Budoucnost kromě toho přinese tzv. e-paliva, například PtL (Power-to-Liquid), vyráběná z CO2 a elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Metody XtL (X-to-Liquid), GtL a PtL využívají možnost vyrábět z různých surovin nejprve syntézní plyn, který je následně tzv. Fischer-Tropschovou syntézou přeměňován na motorovou naftu odpovídající příslušné normě.

Technologie spalování a snižování emisí

Spalování chudé směsi v pístovém spalovacím motoru a navrhl vlastní patentované řešení Ing. Bojanovský k minimalizaci emisí. Optimalizovaná předkomůrka umožňuje výrazné rozšíření limitu zápalnosti chudé směsi v hlavním spalovacím prostoru.

Výrazné snižování emisí lze dosáhnout použitím tohoto zapalovacího systému v kombinaci se spalováním paliv s příměsí vodíku.

Elektromobilita a její role

Volkswagen výrazně urychluje ofenzivu v oblasti elektromobility v rámci své strategie ACCELERATE. Do roku 2030 vzroste podíl elektromobilů na prodeji značky v Evropě na více než 70 procent. Souběžně bude důsledně probíhat zdokonalování flotily vozů se spalovacími motory směrem k nižším emisím CO2 a vyšší hospodárnosti. Do roku 2050 bude Volkswagen kompletně klimaticky neutrální.

Volkswagen v rámci Way to Zero plánuje snížit do roku 2030 emise na vozidlo v Evropě o 40 procent oproti stavu z roku 2018 - to je snížení v průměru o 17 tun CO2 na vůz napříč jeho celým životním cyklem.

Čtěte také: Analýza plánu snižování emisí

Studie vlivu emisí na lidské zdraví

V souvislosti se snahami o zlepšení kvality ovzduší jsou vyvíjeny nové motory generující menší množství toxických látek a jsou též využívána alternativní paliva (např. na bázi směsí benzínu s etanolem). I když z hlediska množství produkovaných škodlivin jsou nové technologie bezesporu krokem vpřed, otázka dopadu emisí z moderních motorů na lidské zdraví není dosud uspokojivě objasněna.

V posledních letech je věnována velká pozornost vývoji systémů, které by umožnily otestovat vliv komplexní směsi škodlivých látek v ovzduší v in vitro modelech, které se co nejrealističtěji podobají podmínkám v lidském organismu. Tomuto záměru se věnoval i projekt „Mechanismy toxicity emisí z benzínových motorů v 3D tkáňových kulturách a v modelové bronchiální epiteliální buněčné linii“ financovaný Grantovou agenturou ČR (GA ČR), na kterém spolupracovali vědci z Ústavu experimentální medicíny AV ČR (ÚEM AV ČR) a Fakulty strojní Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT).

V rámci tohoto mezioborového projektu se vědci nejprve věnovali vývoji přenosného zařízení, tzv. mobilnímu expozičnímu systému, který je uzpůsobený ke kultivaci buněčných kultur a do něhož jsou zaváděny kompletní motorové emise (tj. komplexní směs škodlivin tak, jak je uvolňována z výfuků automobilů). V další fázi projektu prováděli vědci biologické testy, jejichž cílem bylo identifikovat změny v DNA, lipidech a proteinech, indukované vlivem motorových emisí. Pro tyto účely byla srovnána odpověď 3D buněčných modelů a standardních buněčných kultur rostoucích v jedné vrstvě.

„Výsledky ukázaly, že pro testy motorových emisí jsou 3D buněčné modely jednoznačně vhodnější oproti standardně používaným jednovrstevným kulturám. Zásadní pak pro nás bylo zjištění, že biologický efekt celkových emisí se výrazně liší od vlivu EOM s tím, že motorové emise ze standardního benzínového paliva indukují v 3D buněčných kulturách nejvíce negativních účinků, zvláště takových, které jsou spojeny s peroxidací lipidů a produkcí pro-zánětlivých molekul,“ uvedl hlavní řešitel projektu RNDr. RNDr.

Shrnutí klíčových strategií pro snižování emisí

Níže uvedená tabulka shrnuje klíčové strategie a technologie, které se používají ke snižování emisí ze zážehových motorů:

Čtěte také: Snižování rizik ve stavebnictví

tags: #snižování #emisí #zážehových #motorů #metody

Oblíbené příspěvky:

• Ekosystém listnatého lesa
• Ekologické zemědělství v ČR
• Nevykazující emise do ISPOP
• Poplatky za komunální odpad Blansko
• Průvodce flexibilními nádržemi na odpad lodě