Doskonałe własności palne wodoru i jego bardzo wysoka gęstość energii w jednostce masy (143 MJ/kg – dla porównania: benzyna – 46 MJ/kg) czynią go atrakcyjnym paliwem alternatywnym w stosunku do paliw kopalnych. Jednak niska gęstość energii w jednostce objętości (10 MJ/dm3 w stanie ciekłym, 0,01 MJ/dm3 w stanie gazowym) sprawia, że jego magazynowanie i transport wymagają wysokiego ciśnienia lub ekstremalnie niskich temperatur.
Z kolei amoniak, który jest jedną z najbardziej popularnych i produkowanych w największych ilościach substancji chemicznych, z powodu niskiej prędkości płomienia samodzielnie nie stanowi pełnowartościowego paliwa dla typowego silnika tłokowego. Efektywne spalanie można osiągnąć dopiero poprzez zwiększenie stopnia sprężania (nawet czterokrotne) lub przez domieszkę wodoru.
Co ciekawe, amoniak cechuje się wyższą gęstością energetyczną w jednostce objętości niż wodór (11,5 MJ/dm3 w temperaturze pokojowej przy ciśnieniu 1 bar). Przechowywany standardowo w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem rzędu 8 bar stanowi ekonomiczną alternatywę dla kosztownych instalacji na ciekły wodór, zarówno jako osobne paliwo, jak i po prostu jako nośnik wodoru (w 1 dm3 amoniaku jest więcej wodoru niż w 1 dm3 wodoru).
Tym tropem podąża koncepcja układu paliwowego silnika Daihatsu. Sama trzycylindrowa, rzędowa jednostka turbodoładowana, o pojemności skokowej 658 ccm, nie odbiega zbytnio od benzynowego pierwowzoru KF. Przekonstruowano jedynie głowicę i geometrię komory spalania. Ze względu na ryzyko wystąpienia korozji amoniakalnej zmieniono także materiały, z których wykonano szereg komponentów instalacji paliwowej. W jej obrębie część amoniaku jest wykorzystywana do uzyskania wodoru w zabudowanym nad blokiem silnika reaktorze katalitycznym, eliminując potrzebę osobnego magazynowania wodoru. Poprzez współspalanie wodoru i amoniaku system ma zagwarantować zarówno stabilną pracę silnika, jak i wystarczający zasięg pojazdu na jednym tankowaniu.
Taka koncepcja wydaje się korzystna ekonomicznie, ze względu na łatwość magazynowania i transportu paliwa, a także ekologicznie, jako że spalanie amoniaku przebiega bez emisji CO2. Problematyczna może okazać się emisja NOx, wymagająca montażu specjalnej instalacji przechwytującej tlenki azotu. Jak z problemem poradzili sobie japońscy inżynierowie być może dowiemy się po ujawnieniu szczegółów konstrukcyjnych. Już dziś wiadomo jednak, że prace nad technologią współspalania amoniaku i wodoru mają być kontynuowane z myślą o wdrożeniu produkcyjnym po 2030 roku.
daihatsu.com
