Even ammoniak bijtanken

Als het aan promovenda ir. Henrike Krijnsen ligt, tanken vrachtwagenchauffeurs straks bij elke volle tank een jerrycan ureumoplossing. Onder de motorkap wordt het ureum omgezet in ammoniak. Dit gas breekt dan met een katalysator de verzurende stikstofoxiden in de uitlaatgassen af tot water en stikstof. De dieselmotor is zo een stuk milieuvriendelijker.

De diesel was lange tijd de efficiëntste en schoonste verbrandingsmotor. Maar nu alle benzinemotoren een driewegkatalysator hebben, geldt dat laatste niet meer. Roet, maar vooral stikstofoxiden (NOx) in het uitlaatgas veroorzaken zure regen en smog. De sectie Chemical reactor engineering van Technische natuurwetenschappen probeert daar onder leiding van prof.ir. Cor van den Bleek een oplossing voor te vinden.

De driewegkatalysator werkt bij dieselmotoren helaas niet en er is nog geen andere katalysator ontdekt die de stikstofoxiden spontaan afbreekt. Promovenda Krijnsen zocht daarom de oplossing in toevoeging van ammoniak aan de uitlaatgassen.

Dit werkt in het lab prima. Het gas kan meer dan 95 procent van het NOx wegwerken. De verhouding ammoniak:NOx luistert echter nauw en daarin schuilt de angel. Een optrekkende vrachtwagen produceert flink wat NOx, een constant draaiende motor is vrij schoon. Maar ook de vochtigheid, de motortemperatuur en het toerental bepalen hoeveel NOx er uit de knalpijp komt. De toevoeging van ammoniak moet hieraan precies worden aangepast.

Krijnsen ontwierp een regelsysteem met behulp van neurale netwerken dat op basis van gegevens over motortemperatuur, toerental, luchtvochtigheid en andere variabelen binnen milliseconden de hoeveelheid NOx in de uitlaatpijp goed voorspelt. Bestaande meetapparatuur voor stikstofoxiden is te duur en te traag. Krijnsen promoveerde dinsdag 12 december op haar ontwerp.

Met een ‘optrekkende’ en ‘rijdende’ dieselgenerator in het laboratorium haalde de promovenda efficiënties tussen 50 en 80 procent. Helaas bleek een praktijkproef bij TNO het budget te boven te gaan. Scheepsmotorenfabrikant en sponsor Wärtsilä gaat wel testen doen. Krijnsen adviseert hen nog een katalysator te plaatsen aan het eind van de uitlaatpijp om eventuele restjes ammoniak op te vangen.

Ze berekende dat haar systeem een vrachtwagen bij aankoop 4,5 procent duurder zou maken en de variabele kosten met 2 procent zouden toenemen. Zonder strengere wetgeving maakt het systeem daarom geen enkele kans, aldus de uitvindster.

Als het aan promovenda ir. Henrike Krijnsen ligt, tanken vrachtwagenchauffeurs straks bij elke volle tank een jerrycan ureumoplossing. Onder de motorkap wordt het ureum omgezet in ammoniak. Dit gas breekt dan met een katalysator de verzurende stikstofoxiden in de uitlaatgassen af tot water en stikstof. De dieselmotor is zo een stuk milieuvriendelijker.

De diesel was lange tijd de efficiëntste en schoonste verbrandingsmotor. Maar nu alle benzinemotoren een driewegkatalysator hebben, geldt dat laatste niet meer. Roet, maar vooral stikstofoxiden (NOx) in het uitlaatgas veroorzaken zure regen en smog. De sectie Chemical reactor engineering van Technische natuurwetenschappen probeert daar onder leiding van prof.ir. Cor van den Bleek een oplossing voor te vinden.

De driewegkatalysator werkt bij dieselmotoren helaas niet en er is nog geen andere katalysator ontdekt die de stikstofoxiden spontaan afbreekt. Promovenda Krijnsen zocht daarom de oplossing in toevoeging van ammoniak aan de uitlaatgassen.

Dit werkt in het lab prima. Het gas kan meer dan 95 procent van het NOx wegwerken. De verhouding ammoniak:NOx luistert echter nauw en daarin schuilt de angel. Een optrekkende vrachtwagen produceert flink wat NOx, een constant draaiende motor is vrij schoon. Maar ook de vochtigheid, de motortemperatuur en het toerental bepalen hoeveel NOx er uit de knalpijp komt. De toevoeging van ammoniak moet hieraan precies worden aangepast.

Krijnsen ontwierp een regelsysteem met behulp van neurale netwerken dat op basis van gegevens over motortemperatuur, toerental, luchtvochtigheid en andere variabelen binnen milliseconden de hoeveelheid NOx in de uitlaatpijp goed voorspelt. Bestaande meetapparatuur voor stikstofoxiden is te duur en te traag. Krijnsen promoveerde dinsdag 12 december op haar ontwerp.

Met een ‘optrekkende’ en ‘rijdende’ dieselgenerator in het laboratorium haalde de promovenda efficiënties tussen 50 en 80 procent. Helaas bleek een praktijkproef bij TNO het budget te boven te gaan. Scheepsmotorenfabrikant en sponsor Wärtsilä gaat wel testen doen. Krijnsen adviseert hen nog een katalysator te plaatsen aan het eind van de uitlaatpijp om eventuele restjes ammoniak op te vangen.

Ze berekende dat haar systeem een vrachtwagen bij aankoop 4,5 procent duurder zou maken en de variabele kosten met 2 procent zouden toenemen. Zonder strengere wetgeving maakt het systeem daarom geen enkele kans, aldus de uitvindster.