Maailmassa on yli 400 miljoonaa dieselajoneuvoa, jotka ovat kiistatta iso ympäristöongelma. Ongelmaan voisi kuitenkin olla yllättävän helppo ratkaisu: veden sekoittaminen polttoaineen sekaan.
Tuore tutkimuskooste osoittaa, että oikein valmistettu emulsiodiesel – eli Water-in-Diesel Emulsion (WiDE) – voi vähentää haitallisia päästöjä erittäin merkittävästi ilman muutoksia moottoriin. WiDE ei ole tavallista vettä dieselin seassa, vaan kemiallisesti stabiloitu seos, jossa vesi on jaettu mikrometriluokan pisaroiksi ja sidottu tensideillä dieselin joukkoon niin, että se pysyy tasaisena polttoaineena jopa 60 päivän ajan. Näin syntynyt polttoaine on maitomaisen sameaa, mutta käyttäytyy ruiskutuksessa moitteettomasti.
Kun tällainen emulsio ruiskutetaan kuumaan palotilaan, vesipisarat höyrystyvät välittömästi ja ne synnyttävät niin kutsuttuja mikroräjähdyksiä. Nämä pienet purkaukset hajottavat polttoainetta entistä hienommiksi pisaroiksi ja sekoittavat sitä tehokkaammin palamisilmaan. Seurauksena palotapahtuma tasoittuu ja huippulämpötila laskee. Tästä on suora hyöty typpioksidipäästöihin. Typpioksidit syntyvät juuri kuumissa pisteissä, ja kun huippulämpötilaa saadaan painettua alas, typpioksidien määrä vähenee huomattavasti.
Toinen merkittävä vaikutus liittyy hiukkasiin. Kun polttoaine leviää paremmin ja palaa tasaisemmin, nokea ja partikkeleita syntyy vähemmän. Useat tutkimukset eri laboratorioista ovat päätyneet erittäin samansuuntaisiin tuloksiin: Typpioksidipäästöt voivat laskea jopa 67 prosenttia ja hiukkaset jopa 68 prosenttia verrattuna puhtaaseen dieseliin. Joissakin mittauksissa myös polttoaineen lämpöhäviöt pienenevät ja palamisen hyötysuhde paranee, mikä näkyy kasvaneena lämpöhyötysuhteena ja tasaisempana käyntinä.
Teknologian vahvuus on siinä, että moottoria ei tarvitse muuttaa millään tavalla. Nykyiset dieselmoottorit voivat käyttää emulsiodieseliä sellaisenaan, ja vaikutus tulee suoraan kemiallisfysikaalisesta ilmiöstä, ei mekaanisista lisälaitteista. Tämä tekee ratkaisusta periaatteessa houkuttelevan etenkin maissa, joissa moottorikanta on vanhaa ja jälkikäsittelytekniikka kallista.
Silti yhtään suurta moottorivalmistajaa ei ole lähtenyt edistämään WiDE-teknologiaa kaupallisena vaihtoehtona. Suurin syy on se, että nykyiset dieselstandardit eivät tunne emulsiodieseliä. EN 590 ja ASTM D975 määrittelevät tarkasti, mitä diesel saa sisältää, ja vesi ei kuulu sallittuihin aineisiin. Lisäksi emulsiodieselin varastointi ja kuljetus vaatisivat uutta logistiikkaa, sillä stabiilius on hyvä mutta ei rajaton. Valmistajat eivät myöskään tunne vielä riittävästi pitkän aikavälin vaikutuksia polttoainejärjestelmien kulumiseen, öljyn laimenemiseen tai materiaalien kestävyyteen.
Toinen este on se, että teollisuus on jo valinnut toisen polun. Ajoneuvovalmistajat ovat investoineet valtavasti SCR-järjestelmiin, AdBlue-ruiskutukseen, hiukkassuodattimiin ja EGR-tekniikkaan. Niille on olemassa sertifioidut testit, vakiintuneet markkinat ja rajat ylittävä sääntely. Emulsiodiesel olisi täysin uusi ja standardoimaton vaihtoehto, joka vaatisi pitkäaikaisia kokeita ja poliittista hyväksyntää.
Kuva: AdobeStock
Tekoäly, kehittyneet yhteydet ja tietoturva muuttavat sulautettujen järjestelmien arkkitehtuureja. Laskentateho kasvaa nopeasti samaan aikaan, kun laitteiden fyysinen koko pienenee. Tietoturva, datan hallinta ja uudet säädökset lisäävät vaatimuksia niin yhteyksille kuin suunnittelullekin. Samalla laitevalmistajat pyrkivät nopeuttamaan tuotekehitys- ja testaussyklejään.
