Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

NanoIgnite – Nanomaterial Photo Ignition of Carbon Free Fuels in Marine Engines

Alternativ tittel: NanoIgnite – Fototenning av karbonfrie drivstoff i skipsmotorer ved bruk av nanomateriale

Tildelt: kr 2,0 mill.

NanoIgnite-prosjektet startet i april 2021. Etter hvert som verden fortsatte å håndtere den pågående pandemien, hadde prosjektet en noe uvanlig start. Teamet kom sammen og kom opp med en strategi for hvordan man skal gå frem under de gitte omstendighetene, og med en liten justering fra de opprinnelige ideeneharNanoIgnite stormet fremover. Målet med NanoIgnite er å utforske den nye og radikale teknologien for tenning av drivstoff ved hjelp av fototenning av karbonnanorør. I hovedsakblinker karbonnanorør med høyt effektlys, som deretter antennes og brenner, som igjen antenner en drivstoff- og luftblanding, for eksempelmetan og luft. Than endelige målet er å oppnå denne typen tenning i en motor drevet med en null karbon drivstoff som ammoniakk. Prioriteten ved starten av prosjektet var utviklingenav tosystemer. Ett system er å slå på en led med høy effekt som lyskilde for å piske nanorørene. Detandre systemet er å levere nanorørene inn i combustion kammeret. Utviklingen av LED-systemet er godt i gang, med en rekkeLED-er og kraftsystemer som utvikles og en klar testprotokoll på plass. Prosjektet har benyttet seg av de utmerkede masterstudentene ved NTNU for å gjennomføre testingen, samt gi en utmerketpedagogisk erfaring til å jobbe med et radikalt prosjekt. Det anslås at LED-lampen, koblet til et nytt optisk system, vil antenne noen nanorør i løpet av uker. Opprinnelig var konseptet å utføre alt arbeidet direkte i en optisk motor vi har ved NTNU. Etter hvert som prosjektet kom i gang, har vi endret denne strategien og gjennomfører nådenførste testingen i en optisk bombe instead. Den optiske bomben er egentlig et trykkbeholder med vinduer, som vi fyller med drivstoff og luftblanding, og antennerderetter, enten med en tennplugg eller nanorørene. Bruken av bomben er foretrukket da det fører til en generell reduksjon i tid som kreves, da bomben er litt lettere å sette opp sammenlignet med den optiske motoren. We kan også skape en godt kontrollert gassblanding i bomben som på dette stadiet er litt lettere å antenne med karbonnanorørene og LED-en, og vi har større grad av kontroll over de eksperimentelle forholdene. Beslutningen om å bytte til bomben på dette stadiet har også forenklet nanotube-leveringssystemet vi kan bruke, og tillaterat testingen starter, mens utformingen av det optiske motor nanorørleveringssystemet kan gjøres parallelt, og igjen benytte seg av en masterstudent. Nå nanotube levering til bomben er på plass og bomben gjennomgår noen siste stadier av kontroll utvikling og testing,vi vil soon gjennomføre kontroll tester med tradisjonell gnist tenning ved hjelp av en bil tennplugg. Da vil det være på tide å tenne mixture med en tradisjonell kamerablits (Xenon flash) til tunevår nanotube blanding levering, thøne endelig LED tenning . Dette vil være første gang denne formen for tenning har blitt brukt.

When carbon nanotubes are irradiated with a high intensity light, such as a camera flash, they ignite and burn – a phenomena called photo ignition. NanoIgnite will develop and build a new engine concept using the photo ignition of carbon nanotubes to ignite a new environmentally friendly fuel – ammonia. While many applications currently using internal combustion engines are switching to alternatives, such as electricity, some applications will continue to use engines for many years to come. The maritime sector is such an application, due to the extreme ranges, the need for high robustness, the required lifetime of operation and the huge costs involved. To reduce the greenhouse gas emissions from this sector, alternative fuels with low or zero carbon are being examined. Ammonia is a very promising fuel and is forecast to be a major maritime fuel in the future. Ammonia is useful as a fuel but has some characteristics that make its use in an engine difficult to achieve and optimise. The main problems are that it is quite difficult to ignite in the engine and combustion is hampered by a low flame speed. Current state-of-the-art is to use a liquid fossil fuel with the ammonia. The liquid fossil fuel easily ignites in the engine and helps improve the combustion. The primary objective of the project is to use carbon nanotubes, in extremely small quantities and flash them with a very bright light emitting diode when inside the engine. These will then ignite the ammonia and massively improve the combustion. The critical R&D challenges faced are the development of a new light system, the development of a method to deliver the nanotubes into the engine and how to then combine them in an experimental engine with windows. Then ammonia will be ignited inside the engine to prove that the concept works and demonstrate the technology being applied in an engine for the first time.

Budsjettformål:

ENERGIX-Stort program energi