Technologie nieuws

Stikstofoxiden (NOx) zijn waarschijnlijk nog gevaarlijker voor het klimaat dan kooldioxide (CO2). Bij auto’s en vrachtwagens gaat men het probleem te lijf met katalysatoren, bij vliegtuig-motoren niet. Wetenschappers van de Technische Universität München (TUM) gaan met dit probleem aan de slag.

Op 22 november vertrok de Europese raket TEXUS-46 van lanceerplaats Esrange in de buurt van de Zweedse staat Kiruna (foto). Aan boord bevond zich een bijzonder experiment. In de gewichtloosheid van de zes minuten durende ballistische vluchtfase werden in een speciale verbrandingskamer analyses gedaan van de verbranding van perfecte sferische brandstofdruppels met de gedefinieerde grootte en een bepaalde afstand tot elkaar.

Doel van de experimenten was het ontstaan van schadelijke uitlaatgassen bij de verbranding van vloeibare brandstoffen beter te begrijpen. Het team van de Lehrstuhl für Thermodynamik van de TU München concentreerde zich op de uitstoot van stikstofoxide.

NOx en CO2

Weliswaar heeft de hoeveelheid vrijkomende kooldioxide in absolute getallen de overhand, toch zijn de schadelijke gevolgen van stikstofoxiden een veelvoud hoger. De NOx-gassen ontstaan vooral bij de verbranding van vloeibare brandstof als kerosine en diesel.

Bij auto’s en vrachtwagens kan men de NOx uitstoot door nabehandeling van het uitlaatgas met behulp van katalysatoren reduceren. Bij vliegtuigmotoren kan alleen een intelligente verbrandingsgeleiding uitkomst bieden. De brandstof moet zo worden verbrand dat geen NOx ontstaat. Het ontbreekt de ingenieurs echter aan de benodigde gegevens om technologieën aan te passen en te optimaliseren.

Samenwerking

Ter bevestiging van laboratoriumproeven en het verklaren van openstaande vragen gingen de onderzoekers van de TU München een samenwerking aan met het Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) van de Universität Bremen en de Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA). Gezamenlijk werd een bestaande proefopstelling van de Japanners verder ontwikkeld, aangevuld en geoptimaliseerd.

De Japanse wetenschappers wilden weten hoe een voortschrijdende vlam zich over de druppels uitbreidt, de wetenschappers van de TUM verzamelden uitlaatgasmonsters. De beslissende vraag voor de onderzoekers was, hoeveel van de bij het begin vloeibare brandstof vóór de ontsteking moet zijn verdampt om een essentiële reductie van de NOx emissies te bereiken.

Het experiment werd gefinancierd door het Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) en het European Space Agendy (ESA).

Conclusies

In de jaren tachtig hadden Amerikaanse wetenschappers voorspeld, dat er weinig stikstofoxiden zouden ontstaan naarmate er meer fijn vernevelde brandstofdruppels voor het ontsteken waren verdampt. Deze aanname blijkt echter grotendeels fout. De proeven toonden aan, dat een vroegtijdige verdamping van de druppels praktisch geen invloed heeft, al vermindert de NOx hoeveelheid vanaf een bepaald punt sterk met de toename van de verdamping.

Voor constructeurs van vliegtuigmotoren heeft dat belangrijke consequenties: alleen als ze kunnen bereiken dat de brandstofdruppels vóór het ontsteken al voor het grootste deel zijn verdampt kunnen ze de stikstofoxide uitstoot merkbaar reduceren. De onderzoekers proberen nu uit de ontdekte wetmatigheden rekenmodellen en simulaties te ontwikkelen, waarmee de constructeurs nieuwe emissie arme motoren kunnen ontwikkelen.

Bij stationaire gasturbines kan de stikstofoxide emissie door voormengen en nauwkeurig regelen van de verbrandingsprocessen duidelijk lager worden. Voordat dit ook bij vliegtuigturbines met sterke belastingswisselingen mogelijk is. moet nog wat onderzoek gedaan worden.

  • Siemens Gamesa

    Serieproductie van 11 MW windturbines gestart in Cuxhaven

    De eerste geassembleerde turbine zal worden geïnstalleerd in het offshore windpark Hollandse Kust Zuid (foto: Siemens Gamesa)Op 14 januari 2022 verliet de eerste in serie gefabriceerde SG 11.0-200 DD gondel de Siemens Gamesa fabriekshal in Cuxhaven. De fabriek is sinds de zomer maandenlang omgebouwd en… Lees verder →

  • Audi en RWE slaan energie op in second life EV-accu’s

    Audi en RWE slaan energie op in second life EV-accu’s

    Audi en RWE slaan energie op in second life EV-accu’s (Foto: Audi)Energiemaatschappij RWE heeft recent een opslagfaciliteit geopend. Deze is gebaseerd op gebruikte hoogspanningsaccu’s (EV-accu’s) van elektrische Audi’s. De installatie staat op het terrein van de waterkrachtcentrale van RWE aan een stuwmeer bij Herdecke in… Lees verder →

  • Intelligente aandrijvingen Nord creëren conditiebewaking voor predictief onderhoud

    Intelligente aandrijvingen Nord creëren conditiebewaking voor predictief onderhoud

    Intelligente aandrijvingen Nord creëren conditiebewaking voor predictief onderhoud. (Foto: Nord Drivesystems )Nord Drivesystems zet met zijn intelligente aandrijvingen sterk in op predictief onderhoud. Predictief onderhoud is de systematische voortzetting van conditieonderhoud. Het heeft als doel machines en installaties proactief te onderhouden. De methodiek kan veranderingen… Lees verder →

  • Datum SPS 2022 bekend

    SPS 2022 Neurenberg schuift iets naar voren

    Impressie van een eerdere editie van Smart Production Solutions (Foto: Paul Quaedvlieg)SPS 2022 (Smart Production Solutions) vindt dit jaar plaats van 8 t/m 10 november 2022 in Neurenberg, twee weken eerder dan in voorgaande jaren. In tijden van pandemie geeft dit de hele branche volgens… Lees verder →

  • Festo op weg naar klimaatneutraliteit

    Festo investeert fors op weg naar klimaatneutraliteit

    Festo gaat zijn CO₂-voetafdruk de komende twee jaar enorm verkleinen (Foto: Festo)Festo is op weg naar klimaatneutraliteit. “Festo gaat zijn CO₂-voetafdruk de komende twee jaar enorm verkleinen. Als gevolg hiervan zullen tegen het einde van 2023 al onze productie- en logistieke locaties, evenals de Duitse… Lees verder →

  • Damen koopt batterijcontainer Skoonbox

    Damen koopt batterijcontainer Skoonbox

    Damen koopt batterijcontainer Skoonbox (Foto: Damen)Damen Shipyards Group heeft de Skoonbox overgenomen van Skoon Energy. De maritiem gecertificeerde, multi-inzetbare batterijcontainer zal worden ingezet om op eigen werven duurzame stroom te leveren voor toepassingen waar nu nog vooral dieselgeneratoren of scheepsmotoren worden gebruikt. Deze eerste 20-voets… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven