Với 34 triệu mô tô, xe máy sử dụng nhiên liệu xăng có hàm lượng công nghệ thấp đang lưu hành hiện nay ở Việt Nam, mức phát thải hydroxit carbon (HC) và monoxit cacbon (CO) rất cao trong khi mức tiêu thụ nhiên liệu lớn. Lượng phát thải CO từ xe máy chiếm tới 79% tổng phát thải CO do phương tiện giao thông gây ra. Vì vậy, giảm phát thải độc hại như CO, HC và nâng cao tính kinh tế nhiên liệu cho loại phương tiện này thực sự cần thiết, cấp bách nhằm tạo ra bầu không khí đô thị sạch hơn, một môi trường ít ô nhiễm. Một trong những giải pháp được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm là bổ sung hỗn hợp khí giàu hydro vào đường nạp cho động cơ.

Xuất phát từ thực tế đó, được sự hỗ trợ của Bộ KH&CN, nhóm nghiên cứu đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu nâng cao tính kinh tế nhiên liệu và giảm phát thải độc hại cho động cơ bằng cách cung cấp hỗn hợp khí giàu hyđrô cho động cơ”. Đề tài thực hiện với mục tiêu cung cấp hỗn hợp khí giàu hydro do chính nhóm thực hiện đề tài sản xuất cho động cơ xăng nhằm nâng cao tính kinh tế nhiên liệu, hướng tới cắt giảm 10% phát thải độc hại HC, CO cho động cơ; giảm tiêu thụ nhiên liệu xăng từ 3-10%.
 
PGS.TS. Lê Anh Tuấn – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, đề tài đưa ra 2 giải pháp tạo hỗn hợp khí giàu hydro gồm: tạo hỗn hợp khí hydro và oxy bằng phương pháp điện phân nước và nạp hỗn hợp khí giàu hydro hình thành bằng cách xúc tác gia nhiệt một phần nhiên liệu cho động cơ. Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cả hai giải pháp, lựa chọn để giới thiệu giải pháp có hiệu quả cao hơn về cải thiện tính năng kinh tế và giảm phát thải độc hại.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế, chế tạo thành công 3 hệ thiết bị là: hệ thống tách hydro từ một phần nhiên liệu nhờ xúc tác và tận dụng nhiệt khí thải; hệ thống thiết bị chuyển đổi nước thành hỗn hợp khí hydro và oxy (HHO) quy mô phòng thí nghiệm để cung cấp cho động cơ; hệ thống cung cấp hỗn hợp khí giàu hydro cho động cơ xăng xe máy nhằm giảm phát thải độc hại, nâng cao tính kinh tế nhiên liệu.

Hệ thống thiết bị chuyển nước thành hỗn hợp khí hyđrô và ôxy quy mô phòng thí nghiệm cung cấp cho động cơ

 

Các hệ thiết bị này hoạt động ổn định và đáp ứng được mục tiêu đặt ra của đề tài. Kết quả thực nghiệm cho thấy, so với động cơ nguyên bản, khi cung cấp hỗn hợp khí HHO cho động cơ ở chế độ hỗn hợp nghèo: công suất của động cơ được cải thiện trung bình 2,43% và tăng cực đại tới 3,68% ở chế độ tải thấp; lượng tiêu thụ nhiên liệu giảm trung bình 5,37% và giảm cực đại tới 7,14% ở chế độ tải thấp; phát thải độc hại HC và CO giảm trung bình lần lượt là 7,70% và 13,11%, giảm cực đại tới 11,68% và 13,21% ở chế độ tải thấp. Khi bổ sung hỗn hợp khí giàu hydro được tách từ nhiên liệu nhờ xúc tác: mô men của động cơ tăng lên trung bình 2,6% ở tất cả các chế độ thử nghiệm; tiêu thụ nhiên liệu tăng 4,2% ở chế độ tải 40% nhưng lại được cải thiện tới 5,7% ở 70% tải; phát thải HC và CO được cải thiện đáng kể, lần lượt là 10,6%, 49,2% ở chế độ 40% tải và 99%, 87% ở chế độ 70% tải.

Các sản phẩm được chế tạo bước đầu cho thấy tính khả thi đối với cả 2 giải pháp sản xuất hỗn hợp khí giàu hydro và cung cấp cho động cơ. Phương án thiết kế, chế tạo cũng như bố trí sản phẩm hợp lý. Giải pháp bổ sung hỗn hợp khí giàu hydro mang tính thực tiễn cao trong trường hợp hệ thống sản xuất hỗn hợp khí ở dạng liên tục và quy mô nhỏ, dễ lắp đặt trên phương tiện. Đây cũng là hướng phát triển và hoàn thiện sản phẩm của nhóm nghiên cứu.

Tin, ảnh: Nguyễn Hạnh