PODEa vai ei PODEa?


Kuva 1. Lähdeviite: By EPA - U.S. Environmental Protection Agency, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3867874

Kuva 1. Lähdeviite: By EPA – U.S. Environmental Protection Agency, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3867874

Polyoksimetyleenidimetyylieetteri eli PODE tai POMDME on yhdistetyyppi, joka käy nokeamattomaksi polttoaineeksikin. Nokeamattomuus tai vähänokisuus perustunee siihen, ettei palamisprosessissa pääse juurikaan syntymään hiili-hiili-sidoksista kolmoissidosellisia alkyynejä ja edelleen aromaattisia rengasrakenteita. PODEssahan ei ole ollenkaan hiili-hiili-sidoksia, jolloin niiden syntyminen vaatii epätodennäköisempää molekyylien välistä törmäilyä verrattuna vetyjen irtoamiseen molekyylin sisäisesti.

Metanoli olisi suhteellisen edullinen nokeamaton polttoaine, mutta se ei sovellu liikenteessä oleviin dieselmoottoreihin. Metanolista voidaan valmistaa dimetyylieetteriä, DME:tä, joka toimii dieselmoottorissa, mutta vaati ainakin nestekaasutankin. Turhan iso muutos tämäkin, jos ajatellaan jo liikenteessä olevaa autokantaa. Kun pidennetään molekyyliketjua, päästään liuottimenakin käytettyyn dimetoksimetaaniin (Linkki). Siinä on ainakin kaksi vikaa dieselpolttoaineeksi: se liuottaa liikaa ja syttyy liian herkästi. Dimetoksimetaania voi nimittää myös PODE1:ksi, lyhyimmäksi molekyyliksi luokassaan. Heti siitä seuraavia pitempiketjuisia PODE-yhdisteitä onkin tutkittu hiukkaspäästöjä vähentävinä lisäaineina tai vähänokisina dieselpolttoaineina (LinkkiPDF). Parhaimillaan näytettäisiin päästävän noen 30%:n vähennykseen vain 5%:n lisäyksellä vakiodieselpolttoaineeseen tai 95%:n noenvähennykseen puhtaalla PODE-seoksella.

Vallankumouksiakin sattuu, mutta usein teknologiassa on kyse siitä, että lopulta vallankumoukselliseksi osoittautunut tekniikka löytää aluksi oman lokeronsa, josta se lähtee kasvamaan ja kiilaamaan vanhat tekniikat pois markkinoilta. Vakaantuneen tai kypsän teknologian tilassa tehdään vain ”pieniä” parannuksia. Polttomoottoritekniikka on kohtalaisen vakaantunut, jolloin pienillä parannuksilla on kysyntää. Toki sähköautot pyrkivät tekemään vallankumousta.

Itseäni viehättäisi tässä ”podemisessa” se, että vanha kalustokin saataisiin käytettyä mahdollisimman pitkään päästöjä vähentäen, eikä jakelujärjestelmään tarvitsisi tehdä alkuunsa mitään muutoksia. Jos sitten ilmestyisi se puhtaan PODE:n pumppu siihen pumppurivistöön, niin sekään ei olisi iso muutos. Olipa PODEn lähtöaine sitten edullinen maakaasu tai vähemmän edullinen biokaasu, tuottaisi 5%:n diesellisäaineistus paljon suuremman muutoksen liikenteen päästöihin tällä tavalla kuin tuottaa vastaava määrä esimerkiksi bioetanolia.

Sitten kun mennään Suomen nykytilanteeseen, havaitaan, että PODE on jo hieman jälkijunassa. Ainakin uudet diesel-autot on varustettu hiukkassuodattimilla. Tällöin hiukkaspäästöjä vähentävän lisäaineen merkitys miltei häviää. Itse havainnoin äskettäin uudehkon dieseltyökoneen värittömiä ja hajuttomia pakokaasupäästöjä ja siinä samalla kuulin silminäkijäkertomuksen, kuinka vuoden ajon jälkeen dieselauton pakoputkesta ei tarttunut yhtään nokea hankaamalla sormeen. Uutta menetelmää tai tuotetta tuskin taas kannattaa virittää vain vanhemman kaluston varaan, joissa välillä savuttaa kuten kuvassa 1 näkyy.

Mikäli minulta kysyttäisiin, vaihtaisin kuitenkin laivojen rikkidirektiivin maata ja merta koskevaksi PODE-direktiiviksi, joka vaatisi käytettäväksi 30% hiukkaspäästöjä vähentävää lisäaineistusta. Kokonaisuutena ihmisten kärsimät hiukkashaitat todennäköisesti vähenisivät. Tästä direktiivistähän ei kuitenkaan olisi vahinkoa hiukkassuodattimisillekaan autoille, koska niissäkin aktiivisen regeneroinnin välit sentään kasvaisivat. Kehityksen edetessä saattaisi PODE korvata typenoksidien poistomenetelmätkin.

 

Linkkejä

https://en.wikipedia.org/wiki/Polyoxymethylene_dimethyl_ethers (Linkki) Lyhyt artikkeli PODEsta englanniksi.
https://www.lth.se/fileadmin/kcfp/SICEC/f3SICEC_Delrapport2_Combustion_final.pdf (LinkkiPDF) Kattavahko esitys eri moottorityyppien päästöistä englanniksi.

http://www.greencarcongress.com/2016/06/20160625-pode.html (Linkki) Toiveitaherättäviä PODE-kokeita englanniksi. Kommentoijille kelpaa vain vallankumous.

https://en.wikipedia.org/wiki/Homogeneous_charge_compression_ignition (Linkki) Artikkeli HCCI-kokeilumoottorityypistä englanniksi.

http://papers.sae.org/2012-01-1053/ (Linkki) Koepenkkitulokset viittaavat sekä hiukkaspäästöjen että NOx-päästöjen vähentymiseen PODE-seostuksella.

http://www.transeco.fi/files/600/Polttoainelaadun_vaikutus_dieselhenkiloauton_hiukkassuodattimen_toimintaan.pdf (LinkkiPDF) Aaro Kopperoisen diplomityö hiukkassuodattimista dieselhenkilöautoissa eri polttoainelaaduilla.

3 responses to “PODEa vai ei PODEa?

  1. Taidat tietää kemiasta enemmän kuin useimmat ympäristöministerit.

    Hyvin kiinnostava skenaario. Miten paljon energiaa kuluu tai hukkuu maakaasun podettamiseen?

    Tykkää

    • Eihän ympäristöministerin tarvitsekaan olla kemisti, koska asiantuntijat ovat käytettävissä. Jos sattuukin vaatimaan pH:n saamista nollaan, ei sitä kuitenkaan toteuteta.
      Kustannuslaskelmia en tehnyt. Dimetoksimetaanin hinta näytti olevan parin dollarin luokkaa kilo isommissa erissä, kun netistä tietoa haeskelin. Ei siis ole mikään hienokemikaali sentään ja polttoainekäyttöön tuotantoa kasvatettaisiin, jolloin hinta alenisi. Oletan, että sama hintataso olisi koko yhdisteryhmällä.

      Metanolin tai sentyyppisten yhdisteiden valmistukseen voinee käyttää osaltaan myös hiilidioksidia, jolloin päästään lähemmäksi hiilineutraalia tuotetta.
      http://phys.org/news/2016-01-carbon-dioxide-captured-air-methanol.html
      Metaanista lähdettäessähän energiaa tuhlaantuu, kun lopputuotteena on metanoli tai PODE. Hiilidioksidin käyttö toisena lähtöaineena voinee hyödyntää juuri tuota muuten tärviöön menevää energiaa.

      Tykkää

  2. https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160713100725.htm
    Bensamoottoreissa suoraruiskutus on lisännyt hiukkaspäästöjä verrattuna vanhempaan imukanavaan ruiskuttavaan malliin. Tähän saattaisi artikkelissani mainittu dimetoksimetaani tuoda apua. Sillähän on korkeahko oktaaniarvo ja kiehumispiste bensiiniin käyvä. Polttoainelinjassa ei ehkä saisi kuitenkaan olla muoviosia. Mahdollisesti flexifuel-varustelu riittäisi.

    Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s