Vědci zaskočili automobilový svět. Přidání vody do nafty sníží emise vozidel až o 70 %

Naftový motor a voda v nádrži, tak to zní jako jasný recept na velký problém s motorem. Nicméně nové výzkumy ukazují pravý opak. Pokud se malé množství vody přidá do nafty řízeným způsobem, může to z dieselu udělat výrazně čistší a efektivnější pohon. A to je tak výrazný vědecký průlom, že redakce AutoŽivě pokládá za nezbytné, aby vás o něm ihned informovala.

Obrovská šance především pro těžkou techniku

Studie čínských vědců shrnuje v odborném časopise Carbon Research svůj výzkum s tzv. emulzí „voda v naftě“ (Water in Diesel Emulsion, neboli WiDE), ze které vyplývá, že už jen malé množství vody v palivu dokáže snížit emise oxidů dusíku až o 67 % a v případě jemných prachových částic dochází k poklesu až o 68 %.

Současně se přitom dokonce daří v některých případech ještě zlepšit účinnost motoru. V době, kdy zejména těžká dopravní technika, zemědělské stroje a lodní doprava stále nenachází dostatečnou plnohodnotnou elektrickou náhradu, vypadá tenhle „vodní trik“ téměř jako zázrak.

Hokejová Sparta řeší problémy s disciplínou. V kabině to vře, vedení sáhne hráčům na peníze

SportyŽivě.cz

3 h

​Dokonalejší spalování díky zázračnému propojení tekutin

Celý princip je přitom v zásadě jednoduchý. Nafta se smíchá s 5 až 20 procenty vody a s malým podílem speciálního tenzidu, který oba jinak nespojitelné „světy“ v podobě vody a nafty udrží v konzistenci jemné, ale přitom stabilní emulze. Správně připravené směsi jsou přitom spolehlivě konzistentní až 60 dní, aniž by se voda oddělovala a klesla do nádrže, což by se okamžitě stalo u neodborného „domácího“ pokusu.

iZdroj fotografie: Michal Sztolár pro AutoŽivě.cz

Jakmile se tato směs dostane do spalovacího motoru, stane se velmi zajímavý efekt. Mikroskopické kapičky vody se ve válcích bleskově přemění v páru, která okamžitě exploduje, a tím zjednodušeně řečeno rozpráší okolní naftu na jemnou mlhovinu. To vede následně k rovnoměrnějšímu promíchání paliva se vzduchem a k mnohem dokonalejšímu hoření. V konečném důsledku to znamená méně zplodin, méně kouře, a tím pádem podstatně čistší spalování.

Nečekaný pokles i na straně pevných částic

Při takto popsané reakci navíc ve válcích klesají jinak extrémně vysoké teploty, díky nimž vzniká většina oxidů dusíku (čím vyšší teplota, tím více oxidů dusíku), takže snížení teplotního maxima logicky vede k výrazně nižším emisím tohoto nežádoucího plynu. V rámci studií čínských vědců tak došlo k poklesu oxidů dusíku o 30 až 60 %.

A výzkum zaznamenal ještě jeden nečekaný efekt. Celý proces totiž dokázal snížit produkci pevných částic (v zásadě saze a prach), která jinak ale roste, pokud se motor ladí na nižší produkci oxidu dusíku.   

​Nárůst spotřeby se nekoná

Pozoruhodný je ale ještě další závěr z tohoto převratného výzkumu. Navzdory očekáváním totiž nevzrostla spotřeba nafty. V případě některých testovaných motorů zůstala spotřeba stejná, ale u jiných agregátu dokonce o několik procent klesla. A to i přesto, že část objemu finální kapaliny (respektive emulze) tvoří voda, která sama o sobě motoru žádnou energii nedodává.

Klíčovým parametrem celého procesu je přitom objem přidané vody. Při rozumných hodnotách kolem 10 až 15 procent funguje spolehlivě a projev motoru působí stále ještě kultivovaně. Pokud je ale přidaný objem vody vyšší, motor pak vykazuje drsnější chod, který se projevuje výraznějším „dieselovým klepáním“ a navíc i zvýšeným obsahem nezapálených uhlovodíků, který v konečném důsledku zvyšuje oxid uhelnatý ve výfukových plynech.

Složitá přestavba motoru? Není třeba

Výhodou celého vědeckého objevu je, že nevyžaduje žádnou kompletní přestavbu motoru, kterou byste patrně očekávali. Speciální palivová emulze se připravuje mimo motor, kdy by v praxi vznikala například v rámci palivového logistického řetězce, případně ve zvláštní přídavné jednotce motoru. To znamená, že již do vstřikovačů motoru by přicházela jako hotový palivový produkt.

Ten je navíc kompatibilní se stávajícími filtry pevných částic i katalyzátory. Tím pádem se nejedná o náhradu stávajících technologií, ale o technologii doplňkovou, která může v reálném světě usnadnit plnění stále přísnějších emisních norem, a to zejména u starších nebo silně zatížených motorů.

Zbývá jen odzkoušet vliv na součásti motoru

Zatím však stále platí, že mezi laboratoří a sériovou praxí stojí několik zásadních otázek. Studie totiž objektivně upozorňují na to, že je potřeba získat mnohem více dlouhodobých dat o tom, jak voda v palivu ovlivňuje materiály v palivové soustavě.

iZdroj fotografie: Dacia

To znamená korozní odolnost válců, vstřikovačů, čerpadel, ale také tvorbu usazenin nebo třeba vliv na funkci motorového oleje. Je třeba zapracovat na prodloužení stability emulze a otestovat i ultrazvukovou emulgací bez klasických tenzidů, která rovněž dokáže snížit emise a současně zvýšit efektivitu motorů.

Myšlenka „kapky vody“ v naftě každopádně slibuje zajímavý most mezi světem klasických spalovacích motorů a tlaku na zvýšení čistoty ovzduší. Pokud i budoucí testy potvrdí, že emulze v podobě vody s dieslem neškodí motorům a infrastruktuře, může se z experimentální technologie stát velmi praktický nástroj. A to zejména v regionech či dopravních segmentech, kde je úplný přechod na elektřinu či vodík ještě na roky vzdálený.