탄소 배출을 줄이기 위한 디젤 엔진 하이브리드화

시드니 뉴사우스웨일스 대학교 기계공학부의 연구원들은 기존 디젤 엔진을 CO2 배출량을 85% 이상 줄일 수 있는 하이브리드 수소-디젤 엔진으로 성공적으로 전환했다. 이 팀은 기존 디젤 엔진을 새로운 하이브리드 엔진으로 역변환하는 개념이 농업, 광업 및 운송 산업의 기존 차량 및 장비에 적용될 수 있다고 말한다.

· 수소-디젤 이중 연료 하이브리드

일반적으로 기후 위기를 해결하고 지구 온난화를 해결하기 위해 완전히 새로운 기술을 개발하는 데 중점을 두지만 새로운 기술을 실현하는 것은 길고 긴 과정이 될 수 있다. 따라서 기존 연료 소스를 사용하는 기존 기계 및 엔진을 수정하는 방법을 찾는 것은 현재 상황을 처리하는 중간 솔루션을 제공할 수 있다. 수소 에너지 저널(Journal of Hydrogen Energy)에 발표된 이 팀의 연구는 새로운 엔진으로 표준 디젤 엔진을 수소-디젤 이중 연료 하이브리드로 전환하여 최대 90%의 수소 에너지 비율을 달성할 수 있었던 방법을 설명한다. 이러한 유망한 결과를 달성하기 위해 새로운 엔진을 개발하는 과정에는 실린더에 직접 수소 연료 분사를 추가하면서 디젤 엔진의 원래 분사 시스템을 보존하는 것이 포함된다. 직접 수소 주입 시기를 제어함으로써 혼합물 상태가 신중하게 조절되어 유해한 질소 산화물 배출이 해결된다. 질소 산화물은 수소 엔진의 대규모 상업적 생산을 가로막는 주요 장벽 중 하나였다.

 

· 효율성 향상 및 환경 영향 감소

일반적으로 수소 연료 엔진 및 기계에는 초순수 수소가 필요한 경향이 있어 비용 문제로 인해 적용이 제한된다. 그러나 UNSW의 엔지니어들은 그들의 하이브리드 시스템이 다소 비싼 경향이 있는 극도로 높은 순도의 수소를 필요로 하지 않는다고 설명한다. 따라서 연구원의 하이브리드 제품은 보다 환경 친화적인 것 외에도 잠재적으로 비용 효율적이다.

 

또한 팀은 그들의 새로운 엔진이 기존 디젤 엔진에 비해 약 26%의 효율 개선을 가져올 수 있음을 발견했다. 효율성 향상은 직접 수소 분사 타이밍과 디젤 분사 타이밍 모두를 신중하고 독립적으로 제어한 결과이다. 이는 사전 혼합 및 혼합 제어 연소 모드의 엄격한 조절을 용이하게 한다. 향후 2년 동안 팀은 하이브리드 시스템을 상업적 규모로 전환할 수 있기를 희망한다. 가까운 장래에 잠재적인 응용 분야는 수소 파이프라인이 이미 설치된 위치에서 새로운 수소-디젤 이중 연료 하이브리드 엔진을 사용하는 데 집중될 것이다.

 

Kook은 "수소가 파이프로 들어가는 광산 현장에서 기존 디젤 엔진을 변환하여 전력을 생산할 수 있다."라고 말한다. 온실가스 배출량의 약 30%가 현재 광산 현장의 엔진 및 장비에 의해 생성될 것으로 예상된다. 따라서 효과적인 변환 프로세스를 통해 기존 시스템의 환경 영향을 개선하면 이 분야에서 즉각적인 환경 문제를 해결할 수 있다.

 

이 기사를 통해 온실가스 절감을 위해 하이브리드 엔진의 예상되는 효과에 대해 알 수 있었다.

 

출처 : https://www.azocleantech.com/news.aspx?newsID=32388