既能節(jié)能還能減排,而且改裝起來(lái)并不麻煩,這項(xiàng)汽車技術(shù)誕生在武漢的高校里。昨日,全球首臺(tái)醇?xì)浠旌先剂闲履茉锤脑炱嚨闹饕l(fā)明人、華中科技大學(xué)蔣炎坤教授獨(dú)家委托楚天都市報(bào),為這位新能源汽車領(lǐng)域待字閨中的“絕色美女”,找尋一位“如意郎君”。
蔣炎坤是華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授、湖北省汽車工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)。近30年來(lái),他一直從事發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā),始終在關(guān)注如何降低汽車油耗和排放。近10余年來(lái),他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始專注從事汽油中摻燒氫氣的實(shí)驗(yàn),在省科技廳等單位支持下,于去年研發(fā)成功全球首臺(tái)醇?xì)淦嚒T摮晒脒x了2016年度湖北十大科技事件。
楚天都市報(bào)記者昨日在華中科技大學(xué)內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)室見(jiàn)到,全球首臺(tái)醇?xì)淦囃庥^上就是一臺(tái)東風(fēng)風(fēng)神轎車。與眾不同的是,該車后備箱內(nèi)有一個(gè)箱子,里面裝的是甲醇。箱子里的甲醇經(jīng)過(guò)管道輸送,進(jìn)入車子底盤上的裂解器中,在催化劑作用下,被裂解為氫氣和一氧化碳,再經(jīng)管道送至發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi),與汽油一起燃燒做功,驅(qū)動(dòng)車輛。
經(jīng)國(guó)家汽車檢測(cè)中心檢測(cè),與改造前相比,該車油耗平均降幅超過(guò)10%,最大降幅18.5%;熱效率可提高3.1%;碳?xì)浠衔锱帕肯陆?2%,一氧化碳下降11%。“2月24日,省科技廳曾專門組織醇?xì)淦囖D(zhuǎn)化對(duì)接座談會(huì),請(qǐng)相關(guān)車企參加。目前已有一些車企和投資公司在與我們接觸,表達(dá)合作意向。但是,我們還在苦苦尋覓、選擇,試圖為醇?xì)淦囌业阶钊缫獾摹删愿玫卦旄I鐣?huì)?!笔Y炎坤表示,他們已為該成果申請(qǐng)了7項(xiàng)發(fā)明專利,想要通過(guò)技術(shù)入股的方式,與相關(guān)企業(yè)展開(kāi)持續(xù)合作。在同等情況下,將優(yōu)先把技術(shù)提供給省內(nèi)公司。
蔣炎坤團(tuán)隊(duì)研發(fā)醇?xì)淦嚨墓适拢簱?dān)心氫氣爆炸 研究生起初不敢上車
“10多年來(lái),我的絕大部分業(yè)余時(shí)間,都花在研究醇?xì)淦嚿稀!弊蛱?,蔣炎坤教授回憶他的研發(fā)歷程時(shí)說(shuō),“做實(shí)驗(yàn)需要的財(cái)物,大多是靠從與我們?cè)谄渌?xiàng)目上有合作的公司化緣來(lái)的。直到現(xiàn)在,我們的投入都沒(méi)有收益。我們也沒(méi)有考慮太多,只想做些造福人類的事。”
初次實(shí)驗(yàn)
研究員驚呼氫氣不見(jiàn)了
汽車怎樣才能更節(jié)能減排?蔣炎坤一直在關(guān)注這個(gè)問(wèn)題,“單純地從改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上下功夫,已經(jīng)很難取得進(jìn)展。能否從改善發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒上著力?”
于是,蔣炎坤想到了在汽油中摻燒氫氣。氫氣是很好的助燃劑,加進(jìn)去后可使燃油燃燒更充分,減少排放。2014年,他的團(tuán)隊(duì)買來(lái)一臺(tái)東風(fēng)風(fēng)神轎車,并從東風(fēng)公司借來(lái)一臺(tái)A16發(fā)動(dòng)機(jī),開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
剛開(kāi)始,該團(tuán)隊(duì)直接購(gòu)買氫氣瓶的氫氣做實(shí)驗(yàn)。但意想不到的問(wèn)題出現(xiàn)了——一位實(shí)驗(yàn)員剛打開(kāi)氫氣瓶的閥,可很快一瓶氫氣消失了。這位實(shí)驗(yàn)員慌慌張張地問(wèn)蔣炎坤,“蔣老師,氫氣怎么不見(jiàn)了?”蔣炎坤告訴他,“不見(jiàn)了是因?yàn)榕艿袅恕!?/P>
這一意外讓他們認(rèn)識(shí)到,貯存、運(yùn)輸氫氣非常困難。
實(shí)驗(yàn)太耗油
加油站要他們?nèi)ラ_(kāi)證明
貯存氫氣難,蔣炎坤改而采用甲醇裂解氫氣的方式做實(shí)驗(yàn),即將車上攜帶的甲醇,通過(guò)裂解器,將其裂解為氫氣和一氧化碳,再摻和到汽油中燃燒。
采用這種方式,需要做大量對(duì)比實(shí)驗(yàn),以計(jì)算不摻氫氣和摻氫氣兩種工況下的油耗。這樣,有時(shí)每天要消耗價(jià)值多達(dá)2000多元的汽油和甲醇。
學(xué)校從安全角度考慮,不讓他們大量購(gòu)油。而加油站也不敢一次性賣給他們太多汽油,要他們到派出所開(kāi)證明。然而,派出所說(shuō)一次只能買二三十升。這時(shí),蔣炎坤告訴派出所工作人員,“我們用油就像喝水一樣,二三十升一晃就燒沒(méi)了。”
最終,經(jīng)過(guò)說(shuō)服,學(xué)校和派出所同意他們一次購(gòu)買160升油。
研究生有顧慮
蔣炎坤坦然坐上車
氫氣遇火極易爆炸,蔣炎坤團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)在華中科技大學(xué)內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,為確保安全,他們采取了安裝報(bào)警裝置、保持通風(fēng)等系列措施。
2015年4月,他們將改裝的醇?xì)淦囬_(kāi)到江夏區(qū)上汽通用大道上做實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí),有幾位研究生不敢上車。他們說(shuō),“車上有氫氣,會(huì)不會(huì)爆炸?”蔣炎坤回答他們說(shuō),“沒(méi)事,安全問(wèn)題是我們首要考慮的,蔣老師不也在車上呢?!?/P>
見(jiàn)蔣炎坤平靜地坐了上去,幾位學(xué)生才敢上車。
成效顯著
檢測(cè)中心起初不敢相信
去年7月,蔣炎坤團(tuán)隊(duì)駕駛首臺(tái)醇?xì)淦嚫皣?guó)家汽車檢測(cè)中心,做甲醇裂解氣摻燒油檢測(cè)。
在這之前,他們?cè)谖錆h自測(cè),顯示醇?xì)淦嚳晒?jié)油15%以上,最多可節(jié)油18.9%。
當(dāng)他們將自測(cè)結(jié)果告訴國(guó)家檢測(cè)中心工作人員時(shí),對(duì)方以為他們是在講故事,并說(shuō),“國(guó)內(nèi)外來(lái)我們這做檢測(cè)的很多,很多人是高興而來(lái),掃興而去。你們這個(gè),我們要客觀地提供檢測(cè)數(shù)據(jù)?!?/P>
檢測(cè)數(shù)據(jù)出來(lái)后,這位工作人員告訴蔣炎坤說(shuō),“結(jié)果與你們說(shuō)的差不多?!?/P>
這讓蔣炎坤團(tuán)隊(duì)對(duì)該成果未來(lái)的運(yùn)用充滿信心。
四問(wèn)醇?xì)淦?/P>
使用一升甲醇可省一升汽油
1.改裝劃算嗎
作為普通消費(fèi)者,最關(guān)心的還是經(jīng)濟(jì)賬,使用甲醇能降低油耗,但還要改裝費(fèi)用,而且日常需要添加甲醇,到底劃算嗎?
蔣炎坤介紹,傳統(tǒng)汽車改裝為醇?xì)淦?,發(fā)動(dòng)機(jī)、車架等主體結(jié)構(gòu)不需調(diào)整,僅需安裝甲醇箱和裂解器,改裝成本并不高。而且當(dāng)科研成果市場(chǎng)化以后,成本會(huì)進(jìn)一步降低。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)路試測(cè)算,每節(jié)省一升汽油,只需使用一升甲醇。而他們添加的初甲醇每升不到一元錢,比汽油廉價(jià)得多。并且,當(dāng)車內(nèi)甲醇用完,醇?xì)淦囈材芸科驼粘_\(yùn)轉(zhuǎn)。
2.會(huì)不會(huì)讓車增重
汽車上加裝裂解器,會(huì)不會(huì)增加汽車重量,反而更耗油?
蔣炎坤說(shuō),不會(huì)這樣。因?yàn)椋細(xì)淦嚿霞恿肆呀馄?,表面上看似乎車輛更重。但是,研發(fā)人員在加裝裂解器的同時(shí),也去掉了車上的消聲器。因?yàn)榱呀馄鞅旧砭哂邢暪δ?,所以車上的消聲器可以拆掉?/P>
3.甲醇從哪里來(lái)
采用裂解技術(shù),能解決甲醇對(duì)金屬的腐蝕性問(wèn)題。不過(guò),甲醇從哪里獲得?
蔣炎坤介紹,我國(guó)是甲醇生產(chǎn)最多的國(guó)家,其最大的來(lái)源是煤制甲醇。煤制甲醇可有效解決煤炭直接燃燒污染大氣的問(wèn)題;其次,用天然氣也可制甲醇;第三,還可通過(guò)回收溫室氣體二氧化碳,與氫氣一起合成制作。目前冰島已有企業(yè)掌握這一技術(shù),正在進(jìn)行小批量生產(chǎn)。這一技術(shù)非常環(huán)保。
氫氣在常態(tài)下是氣態(tài),需要在特殊的溫度和氣壓下方可轉(zhuǎn)化為液態(tài)予以貯存、運(yùn)輸,且存在一定安全隱患。但甲醇正常氣溫和氣壓下是液態(tài)的,便于運(yùn)輸、貯存。
4.柴油車能改裝嗎
目前,這項(xiàng)技術(shù)只針對(duì)汽油車,油耗、污染更高的柴油車是否能嘗試?
對(duì)此,蔣炎坤表示,將醇?xì)浼夹g(shù)用到汽油車上,只是他們的初步實(shí)驗(yàn)。下一步,他們將在柴油車上測(cè)試。根據(jù)預(yù)期,這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該適用于柴油車、裝甲車和船舶軍艦等。