Μετατροπή του αέρα σε καύσιμο!

Ένα βήμα πιο κοντά στην ριζοσπαστική λύση
Από τον

Λάζαρο Μαυράκη

20/5/2020

Η μετατροπή του αέρα που μας περιβάλλει σε ένα αποτελεσματικό καύσιμο, είναι ένα ζήτημα που απασχολεί την επιστημονική κοινότητα εδώ και πολλές δεκαετίες. Η πρώτη εφαρμογή της τεχνολογίας έγινε την δεκαετία του '50, αλλά το απαγορευτικά υψηλό κόστος της διαδικασίας που απαιτούνταν, μοιραία έκανε τα σχέδια για ευρεία διάδοση της τεχνολογίας, ένα άπιαστο όνειρο.

Τουλάχιστον έτσι ήταν μέχρι την στιγμή που η ομάδα της Carbon Engineering εξέλιξε ένα σύστημα, το οποίο ονομάζεται "Direct Air Capture" και το όραμα για μετατροπή του ατμοσφαιρικού αέρα καύσιμο, ήρθε αν βήμα πιο κοντά.

Ας δούμε όμως πώς δουλεύει το συγκεκριμένο σύστημα. Η διαδικασία αναφέρεται ως "air to fuel" (αέρας σε καύσιμο δηλαδή, με συντομογραφία το "Α2F") και αποτελείται από τρία βασικά στάδια. Αρχικά, το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από τον αέρα που υπάρχει στο περιβάλλον, συλλέγεται από έναν συνδυασμό ανεμιστήρων και κυψελοειδών κατασκευών που εγκλωβίζουν τα μόρια –κάτι σαν την κατασκευή περίπου των καταλυτών. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται η ηλεκτρόλυση για τον διαχωρισμό υδρογόνου και οξυγόνου από το νερό, και στο τελικό στάδιο το διοξείδιο του άνθρακα αναμιγνύεται με το υδρογόνο με το μείγμα να συνθέτει μια μορφή καυσίμου.

Σύμφωνα με τον CEO της Carbon Engineering, Steve Oldham, το καύσιμο που παράγεται μέσω αυτής της μεθόδου είναι ανώτερης ποιότητας από τα αντίστοιχα που προκύπτουν από την κατεργασία του πετρελαίου. Μάλιστα, επεκτείνει το σκεπτικό του λέγοντας ότι όχι μόνο έχουν πιο "καθαρή" καύση (άρα μολύνουν λιγότερο, από τι στιγμή που δεν περιέχουν και ίχνη θείου), αλλά κάνουν τους κινητήρες πιο αποδοτικούς με περισσότερη δύναμη σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα.

Ένας αποτρεπτικός παράγοντας του συστήματος όμως, είναι το ποσοστό της ενέργειας που απαιτείται για την δημιουργία τέτοιων καυσίμων, καθώς η παραγωγή του υδρογόνου μέσω της ηλεκτρόλυσης των μορίων του νερού είναι πολύπλοκη και χρησιμοποιεί πολλή ηλεκτρική ενέργεια. Πάντως ένα από τα οφέλη του είναι ότι θα μπορεί κάποιος να καίει συμβατικά καύσιμα και απλώς στη συνέχεια να… ανακυκλώνει τα καυσαέρια, αν και κάτι τέτοιο μάλλον ξεφεύγει από την θεωρία της λιγότερης ρύπανσης και της απεξάρτησης από το πετρέλαιο…

Yamaha: Πατέντα για εξάτμιση που λειτουργεί ως jet-αεροτομή

Aλλαγή κατεύθυνσης και πίεσης καυσαερίων μέσω πεταλούδας - Για τη βελτίωση της συμπεριφοράς
yamaha
Από τον

Παύλο Καρατζά

5/12/2025

Η Yamaha έχει υποβάλει δύο νέες αιτήσεις για πατέντες στην Ιαπωνία, οι οποίες δείχνουν ότι διερευνά τις δυνατότητες χρήσης βαλβίδων στο εσωτερικό μιας εξάτμισης για την ανακατεύθυνση των καυσαερίων ώστε αυτά να λειτουργήσουν προς όφελος της συμπεριφοράς και των επιδόσεων καθώς βγαίνουν από το τελικό.

Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας που κατέθεσε η ιαπωνική εταιρεία "χρησιμοποιούν" ένα MT-07 για να παρουσιάσουν την ιδέα, κάτι που δεν λέει και πολλά από μόνο του για τη μοτοσυκλέτα που θα μπορούσε να χρησιμοποιεί το συγκεκριμένο σύστημα. Υπάρχουν δύο διαφορετικές πατέντες, η μία με σκοπό να δείξει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εξάτμιση για τη μείωση της ανύψωσης του εμπρός τροχού και τη βελτίωση της επιτάχυνσης, και η άλλη με έμφαση στη συμπεριφοράς της μοτοσυκλέτας στις στροφές.

yamaha

Και οι δύο πατέντες χρησιμοποιούν πεταλούδες στο εσωτερικό της εξάτμισης για να ανακατευθύνουν τη ροή των καυσαερίων. Στην έκδοση του συστήματος που θέλει να αποτρέψει τη σούζα, η εξάτμιση χωρίζεται σε δύο μέρη: ένα μεγαλύτερο, χαμηλά τοποθετημένο σωλήνα και ένα μικρότερο σωλήνα που βγαίνει από το κυρίως σώμα του τελικού και έχει κλίση προς τα πάνω. Ο πάνω σωλήνας είναι και εκείνος που λειτουργεί στην ουσία σαν anti-wheelie ωθώντας τα καυσαέρια προς τα πάνω για να κρατήσει τον εμπρός τροχό στο έδαφος.

Λογικά θα υπάρχει κάποια μικρή βελτίωση πίσω από αυτή τη θεωρία για να κρατηθεί ο εμπρός τροχός στο έδαφος ίσως και για αυτό μοτοσυκλέτες του MotoGP και WSBK να έχουν εφαρμόσει την τεχνική αυτή, βέβαια εκεί γίνεται για πιο σημαντικούς λόγους που έχουν να κάνουν τόσο με τη βελτίωση της αεροδυναμικής, όσο και με την κατανομή του βάρος και εξίσου σημαντικά με τη διαχείριση της θερμότητας που ελκύει το σύστημα εξαγωγής. Με αυτή τη πατέντα, η απόλυτη ισχύς θυσιάζεται για την πρόσφυση προς στιγμήν λόγω εκτροπής των καυσαερίων σε σωλήνα διαφορετικής διατομής και μόλις η ταχύτητα αυξηθεί η βαλβίδα κλείνει και τα καυσαέρια περνάνε πάλι από τον κάτω σωλήνα.

yamaha

Η έκδοση του συστήματος που εστιάζει στις στροφές είναι παρόμοια ως προς την ιδέα όμως εγείρει ερωτήματα ως προς την λειτουργία της και την απόδοσή της. Αντί να κατευθύνει τα καυσαέρια σε μια υψηλότερη εξάτμιση που αποτρέπει τη σούζα, ωθεί τα καυσαέρια μέσω ενός στενού σωλήνα που βλέπει κατευθείαν προς τα κάτω όταν η μοτοσυκλέτα είναι όρθια. Όταν βρίσκεται όμως σε μεγάλη κλίση —και πάλι δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει όλη την ισχύ του κινητήρα— τα καυσαέρια εκτρέπονται προς τον σωλήνα που "κοιτάζει" πλέον πλάγια και αυτό δεν βγάζει πολύ νόημα για το πώς θα βοηθήσει με την πρόσφυση του πίσω τροχού ή έστω με τη βελτίωση της κατευθυντικότητας της μοτοσυκλέτας. Για να βοηθούσε με την πρόσφυση του ελαστικού θα έπρεπε το "τζετ" να βρίσκεται προς τα πάνω με τη μοτοσυκλέτα πλαγιασμένη, όπως συνέβαινε και με τo σύστημα που εξέλισσε η ΚΤΜ και η Bosch, το οποίο όμως δεν πέρασε ποτέ στην παραγωγή.

Slip Mitigation System KTM

Μια δεύτερη, πιο σύνθετη εκδοχή της ιδέας προσθέτει δύο γωνιακές εξόδους που επιτρέπουν την κατεύθυνση των καυσαερίων προς τα αριστερά ή τα δεξιά, προσφέροντας μεγαλύτερη ώθηση στις στροφές, ακόμη και αν η κλίση δεν είναι τόσο μεγάλη.

yamaha

Αν και υπάρχουν δύο ξεχωριστά διπλώματα ευρεσιτεχνίας για τις εξατμίσεις κατά του wheelie και για τις στροφές, ο τελικός στόχος είναι να συνδυαστούν τα πλεονεκτήματα και των δύο σε ένα σύστημα πολλαπλών εξόδων με διάφορες βαλβίδες για την ανακατεύθυνση των καυσαερίων.

Τα οφέλη μπορεί να είναι μικρά σε μοτοσυκλέτες δρόμου, αλλά σε αγώνες όπου κάθε λεπτομέρεια μετράει, ίσως και να είναι σημαντικά, ειδικά με τους μελλοντικούς κανόνες σε MotoGP και WSBK που θα περιορίσουν τα σταθερά αεροδυναμικά βοηθήματα, τα οποία γίνονται όλο και μεγαλύτερα.