In der heutigen Zeit sind Umwelt- und Naturschutz branchenübergreifend von größter Bedeutung und treiben den immer wichtiger werdenden Aspekt der Dekarbonisierung voran. Regulierungsmaßnahmen im Verkehrswesen haben den Schwerpunkt weg von Verbrennungsmotoren verlagert und Platz für Elektromobilität gemacht, insbesondere bei kleineren Motoren. Größere Anwendungen wie Schiffe und die stationäre Stromerzeugung stoßen jedoch an Grenzen, die einen analogen Übergang zur Elektrifizierung nicht ermöglichen. Stattdessen verlagerte sich der Schwerpunkt auf kohlenstofffreie Kraftstoffalternativen wie Wasserstoff und Ammoniak. Zusätzlich zu den minimalen kohlenstoffhaltigen Emissionen durch die Verbrennung von Schmieröl entstehen bei der Verbrennung von Wasserstoff mit Luft Stickoxidemissionen, die für die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften im Motorbetrieb noch immer quantifiziert werden müssen. Ein üblicherweise verwendeter Mehrkomponenten-Abgasanalysator nach dem FTIR-Prinzip kann durch höhere volumetrische Wasseranteile im Abgas des Wasserstoffmotors beeinträchtigt werden, was die Emissionsanalyse beeinflusst. Aus diesem Grund wurde ein neuer Bewertungsansatz für den Wasserstoffbetrieb entwickelt, der spezielle Wellenlängenbänder für den Wasserstoffbetrieb analysiert und dabei die höheren volumetrischen Wasseranteile im Abgas eines Wasserstoffmotors und seine fehlenden kohlenstoffhaltigen Emissionen berücksichtigt. Die Fähigkeit der Methode, glaubwürdigere Ergebnisse für wasserstoffbetriebene Motoren zu liefern, wird anhand der Bewertung der neu eingeführten Wasserstoffmethode durch Variationen des angezeigten mittleren effektiven Drucks, des Luft-Kraftstoff-Äquivalenzverhältnisses und der Ansaugluftfeuchtigkeit demonstriert. Unter der Annahme minimaler CO2-Emissionen erlaubt die Methode eine realistischere Zuordnung von Absorptionsspektren zu anderen Emissionen. Neben den Untersuchungen zur neuen Wasserstoffbewertungsmethode wird ein Modell zur Berechnung des volumetrischen Wasseranteils im Abgas des Wasserstoffmotors vorgestellt. Durch den Vergleich des theoretischen mit dem gemessenen Wasseranteil können die Wasserstoffemissionen des Motors berechnet werden, ohne dass eine zusätzliche Wasserstoffschlupfmessung erforderlich ist.
Neuer Artikel zur optimierten Emissionsanalyse in Wasserstoffverbrennungsmotoren: Innovationen in der Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie und Abgasfeuchteanalyse
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