Bombarderbagge kan lösa utsläppsproblem

2018-06-13 14:00  

Inspirerade av bombarderbaggens unika sätt att skydda sig mot fiender har forskare i Lund utvecklat en metod för att få bort skadliga kväveoxider ur dieselmotorernas avgaser.

(Uppdaterad) Skalbaggen bombarderbaggen har ett speciellt sätt att försvara sig mot fiender. Den skjuter en het och giftig ånga ur baken. Att ångan drivs så effektivt av värme är något som har inspirerat företaget Swedish Biomimetics 3.000 att i samarbete med forskare vid Lunds tekniska högskola utveckla en ny sorts insprutare.

Insprutaren kan användas till att effektivt få bort skadliga kväveoxider, NOx, ur avgaserna från dieselmotorer, som står för över hälften av alla utsläpp av kväveoxider från transportsektorn i dag. Kväveoxider är inte bara irriterande för våra luftvägar och slemhinnor utan skadar också växtlighet, fräter på byggnader och försurar marken.

– I försök med insprutaren i vårt motorlabb har vi fått fina resultat. Vi har fått bort i princip all kväveoxid, 99 procent. Insprutaren bidrar också till att minska andelen hälsoskadlig ammoniak, som bildas när man ska få bort kväveoxiderna ur avgaserna, berättar Per Tunestål, professor i förbränningsmotorer vid Lunds tekniska högskola.

Så kan bombarderbaggen spruta ånga

I bombarderbaggens fall sker en kemisk reaktion när väteperoxidas och hydrokinon, som bildas i två olika körtlar i bakkroppsspetsen, blandas. Reaktionen är så pass stark att restprodukterna bensokinon och vatten värms upp till hundra grader. Det bildar i sin tur ett så högt tryck att baggens särskilda ”ventil” öppnas. Då sker en förångning. En blandning av ånga och små droppar sprutas sedan ut med tjugo meter i sekunden, och detta kan ske flera hundratals gånger i sekunden.

– Det är precis detta som vi har inspirerats av och har försökt efterlikna, i kontrollerade former. Vi har inte en sorts passiv ”ventil” som den bombarderbaggen har, utan använder oss av en elektromagnetisk variant så att vi kan bestämma när den öppnas, förklarar Per Tunestål.

Den insprutare som Swedish Biomimetics 3.000 och Lundaforskarna har tagit fram ger en spray med många små, varma droppar som injiceras med hög hastighet. Insprutaren integreras med en så kallad Selective Catalytic Reduction-teknik, SCR, som går ut på att spruta in en lösning av urea och vatten i avgaserna. Detta omvandlar den skadliga kväveoxiden till kvävgas och vattenånga i katalysatorn.

SCR-metoden används i dag i Euro 6/VI-klassade dieselfordon för att minska kväveoxidhalten, men den svenska insprutaren skulle i bästa fall kunna närmast eliminera kväveoxiderna i avgaserna.

Insprutaren klarar lägre temperaturer

Eftersom insprutarens droppar redan är uppvärmda skulle SCR-tekniken också kunna användas vid lägre temperaturer än i dag, och tekniken kräver inte heller ett lika högt tryck som dagens metoder, enligt Per Tunestål.

Det första projektet som Lundaforskarna hade tillsammans med Swedish Biomimetics 3.000 med utgångspunkt i bombarderbaggen handlade om bränsleinsprutning i dieselmotorer, ett arbete som Ny Teknik skrev om för snart sex år sedan.

Just detta projekt blev inte så lyckat, berättar Per Tunestål. Tekniken visade sig inte vara särskilt lämplig vid högt tryck. Det blev en fråga om att antingen lägga ner alla försök, eller hitta nya möjligheter med samma grund. De valde det sistnämnda, fick lovande resultat och senare delfinansiering från Energimyndigheten för att utveckla reningstekniken.

Swedish Biomimetics 3.000 har nyligen tecknat ett avtal med en global leverantör av efterbehandlingssystem av avgaser. Insprutaren kan finnas på marknaden inom några år, säger Per Tunestål.

– Tillsammans ska vi nu ägna oss åt fortsatt produktutveckling och arbeta för att göra insprutaren billigare och enklare. Det kommer också att krävas ytterligare tester, för att hitta eventuella begränsningar. Marknaden för en sådan här produkt är enorm, sedan är frågan vilken andel vi lyckas få.

Se en film på hur bombarderbaggen skyddar sig mot fienden här:

Mer om kväveoxider

Kväveoxider bildas framför allt genom en reaktion mellan luftens syre och kväve. Det är en reaktion som kräver höga temperaturer, som vid förbränning i en motor. Två femtedelar av våra kväveoxidutsläpp beräknas också komma från transporter.

Kväveoxider är giftiga, de irriterar våra luftvägar och slemhinnor och kan skada växtlighet, fräta på byggnader och försura marken.

Dieseldrivna fordon beräknas i dag stå för 60 procent av utsläppen från transportsektorn.

Källa: Trafikverket och Naturvårdsverket.

Ania Obminska

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt