新系统将柴油发动机改装为使用90%的氢气运行。

澳大利亚新南威尔士大学发动机研究实验室的团队开发了新的氢气-柴油直喷双燃料系统，大大减少了碳排放。该大学悉尼分校的工程师已经成功地将一台柴油发动机改装成氢-柴油混合发动机运行--在此过程中，二氧化碳排放量减少了85%以上。

由澳大利亚新南威尔士大学机械和制造工程学院的Shawn Kook教授领导的团队花了大约18个月的时间来开发氢-柴油直喷双燃料系统，这意味着现有的柴油发动机可以使用90%的氢气作为燃料运行。

研究人员说，运输、农业和采矿业的卡车和动力设备中使用的任何柴油发动机最终都可以在短短几个月内改装成新的混合系统。

绿色氢气是利用风能和太阳能等清洁可再生能源生产的，比柴油更环保。

而在发表在《国际氢能杂志》上的一篇论文中，库克教授的团队表明，使用他们的专利氢气喷射系统可以将二氧化碳排放量减少到仅为90克/千瓦时--比柴油动力发动机产生的数量低85.9%。

这项新技术显着减少了现有柴油发动机的二氧化碳排放量，因此它可以在大大减少我们的碳足迹方面发挥重要作用，特别是在澳大利亚，我们所有的采矿、农业和其他广泛使用柴油发动机的重工业。

“我们已经证明，我们可以利用现有的柴油发动机，将它们转化为燃烧氢燃料的清洁发动机。能够改造已经存在的柴油发动机比等待开发全新的燃料电池系统要快得多，这种系统可能至少在十年内无法大规模商业化。随着碳排放和气候变化的问题，我们需要一些更直接的解决方案来处理目前使用的许多柴油发动机的问题。”

高压氢气直喷

新南威尔士大学团队对该问题的解决方案保持了原来的柴油喷射到发动机中，但增加了氢燃料直接喷射到气缸中。

与 Shaun Chan 博士和 Evatt Hawkes 教授进行的合作研究发现，特别定时的氢气直接喷射控制了发动机气缸内的混合状况，从而解决了有害的氮氧化物排放，这一直是氢发动机商业化的主要障碍。

“如果你只是将氢气放入发动机并让它们混合在一起，你会排放大量氮氧化物 (NOx)，这是造成空气污染和酸雨的重要原因。”库克教授说：但我们已经在我们的系统中表明，如果你让它分层——即在某些地区有更多的氢气，而在其他地区有更少的氢气——那么我们可以将 NOx 排放量减少到低于纯柴油发动机的排放量。”

重要的是，新的氢-柴油直喷双燃料系统不需要极高纯度的氢气，而氢气必须用于替代氢燃料电池系统，而且生产成本更高。与现有柴油发动机相比，柴油-氢混合动力车的效率提高了 26% 以上。通过独立控制氢气直接喷射正时以及柴油喷射正时实现了效率的提高，从而能够完全控制燃烧模式——预混或混合控制的氢气燃烧。

研究团队希望能够在未来 12 到 24 个月内将新系统商业化，并热衷于与潜在投资者进行磋商。他们说，这项新技术最直接的潜在用途是在已经建立永久性氢燃料供应线的工业场所。

这包括采矿场，研究表明，大约 30% 的温室气体排放是由柴油发动机造成的，主要用于采矿车辆和发电机。澳大利亚的柴油发电机市场目前估计价值约为 7.65 亿美元。

“在通过管道输送氢气的矿场，我们可以转换现有的用于发电的柴油发动机。”

Kook 教授说：

“就需要储存和移动氢燃料的应用而言，例如在目前纯柴油运行的卡车发动机中，我们还需要实施一个储氢系统以集成到我们的喷射系统中。 我确实认为移动储氢的一般技术需要进一步发展，因为目前这是一个相当大的挑战。”