موتورهای آمونیاکی چگونه کار می‌کنند و نقاط قوت و ضعف آن‌ها چیست؟
جدیدترین مقاله آموزشی ما به معرفی موتورهای آمونیاکی و مقایسه میزان آلایندگی آن‌ها با خودروهای برقی می‌پردازد.
به گزارش دنده6 : آمونیاک جزو شناخته‌شده‌ترین مواد شیمیایی در دنیاست. اگر در رشته کشاورزی مشغول به کار باشید احتمالاً با این ماده آشنایی دارید چراکه حدود ۸۰ درصد آمونیاک تولیدی به عنوان کود شیمیایی بکار می‌رود. البته آمونیاک کاربردهای دیگری همچون محصولات پاک کننده خانگی نیز دارد. البته یکی از ویژگی‌های ماده موردبحث که خیلی هم به چشم نیامده قابلیت اشتعال و احتراق آن است به این معنی که آمونیاک می‌تواند در یک وسیله نقلیه بکار درون‌سوز بکار رود. با اینکه نیسان تصمیم گرفته سرمایه‌گذاری روی خودروهای بنزینی را متوقف کرده و روی خودروهای برقی تمرکز کند اما تویوتا همچنان به تولید خودروهای درون‌سوز با استفاده از سوخت‌های پاک‌تر اعتقاد دارد. استفاده از آمونیاک به عنوان سوخت ایده جدیدی نیست و برخی خودروها در جنگ جهانی دوم از آن استفاده کرده‌اند. تویوتا نیز با همکاری گک موتورز چین می‌خواهد بداند ترکیب آمونیاک مایع با سوخت‌هایی همچون گازوئیل یا هیدروژن می‌تواند گزینه‌ای مطلوب برای خودروها باشد یا خیر. این ترکیب جدید باعث تولید سوختی شده که ۹۰ درصد آلایندگی کربنی کمتری در مقایسه با سوخت بنزین دارد.
اما چرا آمونیاک با سوختی همچون گازوئیل ترکیب می‌شود؟ مشکل آمونیاک به سرعت اشتعال آن مربوط می‌شود. با اینکه آمونیاک قابل‌احتراق است اما سرعت حرکت و اشتعال آن در پیشرانه خودرو می‌تواند بسیار کندتر از بنزین باشد و به سختی پیستون‌ها را به حرکت درآورد. واضح است که هیچ‌کسی یک خودروی کم‌توان را انتخاب نخواهد کرد بنابراین آمونیاک باید با مواد شیمیایی دیگر ترکیب شود و از طرفی تولید یک سوخت جدید با ۹۰ درصد آلایندگی کمتر نسبت به بنزین خبر بسیار خوبی است.
حدود ۱۵۰ سال است که سوخت‌های فسیلی نیروبخش وسایل نقلیه کوچک و بزرگ در سراسر دنیا بوده‌اند و آلایندگی حاصل از آن‌ها مشکلات زیست‌محیطی زیادی را ایجاد کرده است. با تغییرات شدید آب و هوایی و گرمایش جهانی، تقاضا برای خودروهایی با سوخت‌های پاک‌تر بیشتر شده و شرکت‌های مختلفی روی سوخت‌های جایگزین از جمله سوخت‌های زیستی کار کرده‌اند اما در حال حاضر الکتریسیته و خودروهای برقی بیش از همه فراگیر شده‌اند. خودروهای برقی از موتور و باتری استفاده می‌کنند و با تخلیه شارژ باتری‌ها باید خودرو را مجدداً شارژ نمود. برخی افراد خودروهای هیبریدی را به مدل‌های برقی ترجیح می‌دهند چراکه توان پیمایش بیشتری دارند. اگرچه خودروهای برقی همچنان آلایندگی دارند اما میزان آن کمتر از آلایندگی خودروهای درون‌سوز سنتی است.
موتور آمونیاکی تویوتا هیچ‌گونه آلایندگی کربن دی‌اکسید ندارد زیرا در ترکیب شیمیایی آن اصلاً اتم کربنی وجود ندارد. قطعاً چنین سوختی پاک و ایده آل به نظر می‌رسد، این‌طور نیست؟ خیر چراکه در بالا گفتیم آمونیاک برای اینکه بتواند در موتور خودرو به عنوان سوخت کار کند باید با مواد شیمیایی دیگر که سرعت اشتعال بهتری دارند ترکیب شود. به همین خاطر است که این سوخت میزان آلایندگی را ۹۰ درصد کاهش می‌دهد نه ۱۰۰ درصد. نکته بعدی به آزاد شدن گازهای سمی اکسید نیتروژن از موتورهای آمونیاکی مربوط می‌شود. این گازها می‌توانند باعث بارش باران اسیدی و مشکلات جدی برای سلامت انسان شوند. اگر سیستم کمپرس از کار بیفتد این مواد سمی وارد جو زمین شده و بسیار مخرب‌تر از آلایندگی موتورهای درون‌سوز خواهند بود؛ بنابراین اگرچه آمونیاک به خودی خود آلایندگی کربنی ندارد اما برای عملکرد مناسب باید با مواد دیگر ترکیب شود. نتیجه نهایی سوختن این مواد آزاد شدن برخی مواد سمی است و بنابراین نمی‌توان آن را بهتر از موتورهای بنزینی دانست.
اما تصور کنید سیستم کمپرس به خوبی کار می‌کند و هرگز خطر آزاد شدن گازهای سمی اکسید نیتروژن در جو زمین وجود ندارد. در این حالت موتورهای آمونیاکی می‌توانند روش پاک دیگری برای حمل‌ونقل در کنار خودروهای برقی باشند اما بازهم باید کارهای زیادی برای اطمینان از عملکرد درست چنین موتورهایی صورت پذیرد. اول اینکه آمونیاک ماده‌ای خورنده است و می‌تواند با موادی همچون پلاستیک و مس که در زیر کاپوت هر خودرویی بکار رفته واکنش دهد. علاوه بر این نقطه‌جوش آمونیاک بسیار پایین است. اگرچه بنزین معمولی تا رسیدن به دمای ۵۵ درجه سانتی‌گراد نمی‌جوشد اما نقطه‌جوش آمونیاک منفی ۳۳ درجه سانتی‌گراد است؛ بنابراین تنها راه برای جلوگیری از بخار شدن این ماده در خودرو ایجاد بخش تحت‌فشاری است که دما را زیر صفر نگه دارد. اگرچه این کاری غیرممکن نیست اما قطعاً چالش‌های دیگری را ایجاد می‌کند؛ بنابراین تویوتا یا هر برند دیگری که موتورهای آمونیاکی می‌سازد نمی‌تواند فقط با اصلاح موتورهای موجود کار را پیش ببرد. این شرکت‌ها مجبور هستند موتورها را از صفر و با رفع چالش‌های یاد شده طراحی کنند. احتمالاً چنین موتوری جزو عجیب‌ترین موتورهای تاریخ صنعت خودرو خواهد بود. نظر شما چیست؟