Spalovací motor bez emisí oxidu uhličitého? To zní spíš jak recept na špatné sci-fi. V tomhle případě je to ale pravda a dokonce se jedná o plnotučný osmiválec.
Fraunhoferova institutu pro mikrotechnologie a mikrosystémy IMM v německém Mainzu (Mohuči) plní jeden automobilový sen. Ve spolupráci s Američany jeho odborníci postavili osmiválec o objemu 6,6 litru, který neprodukuje žádné emise CO2. Místo fosilního paliva, jakým je benzin nebo nafta, spaluje motor čpavek (amoniak), tedy sloučeninu vodíku a dusíku.
Původ celého projektu je v požadavku společnosti First Ammonia Motors (FAM) z amerického státu Severní Karolína. Američané jej hodlají brzy uvést na trh v roli alternativního pohonu vozidel. Technicky nejde o žádnou horkou novinku, ale spíše o oprášení a hlavně vylepšení starého řešení.
Motory spalující čpavek existovaly již před desítkami let. Navíc princip spalování sloučeniny dusíku a vodíku v roli pohonu je znám již od 19. století. Za 2. světové války poháněl čpavek v Belgii například autobusy.
V letectví se využil jako palivo do raketových motorů experimentálního stroje North American X-15. Takový předchůdce raketoplánů, který v 60. letech dosáhl rychlosti 6 Machů, tedy šestinásobku rychlosti zvuku přepočítané na střední hladinu moře. Čpavek má obecně nižší výhřevnost než jiná paliva, při jeho spalování ale nevznikají saze, a tudíž nedochází k zanášení motoru. Problém ale po léta představovala poměrně nákladná výroba amoniaku.
Čpavek se sice vyskytuje také v přírodě, pro průmyslové využití se však vyrábí, a to převážně vysokotlakou syntézou plynného vodíku a dusíku (tzv. Haberův–Boschův proces). Čpavek je navíc toxický, bezbarvý a lehčí než vzduch. Průmyslová výroba je obecně vzato energeticky dost náročná. Do budoucna se ale počítá s tím, že by zmíněná energie potřebná k výrobě pocházela z obnovitelných zdrojů. To by produkci zlevnilo a zároveň by ji učinilo mnohem ekologičtější. Později by se také vodík mohl získávat elektrolýzou za pomoci energie získané ze solárů a větrných elektráren. Jde o stejný princip jako při výrobě e-paliv.
Motor V8 spalující čpavek.
Pokud se čpavek použije jako alternativa k fosilním palivům, výhřevnost amoniaku je přibližně poloviční oproti naftě. Čpavek má také zhruba třikrát vyšší teplotu bodu samovznícení. Proto se v minulosti muselo do motorů při jeho spalování přidávat fosilní palivo, například nafta nebo metanol.
Motor, který vzešel z požadavků společnosti FAM, řeší zmíněný problém procesem známým jako krakování. Při něm se část amoniaku rozloží na malé molekuly. Energie potřebná ke štěpení amoniaku se získává z odpadního tepla motoru. Předtím je ovšem třeba agregát ohřát na provozní teplotu za pomoci elektřiny. Vodík, který vzniká při krakování, se při běhu motoru používá jako přísada. Z výfuku tak jde pouze vodní pára a dusík. Společnost IMM uvádí, že zkušební motor, který byl přestavěn na spalování amoniaku, vyžadoval jen minimum úprav. To se týká zejména systému přípravy směsi.
IMM již svůj osmiválec na nekonvenční palivo zkouší, a sice ve starším pick-upu Chevrolet řady C, který je předchůdcem modelu Silverado. Dle společnosti FAM trvá tankování čpavku přibližně stejně dlouho jako v případě benzinu. A také předpokládá, že ceny amoniaku budou brzy na úrovni cen benzinu.
Zdroje a další informace: Auto Bild, Wikipedia, Fraunhofer IMM