Газовите турбини произвеждат електроенергия от природен газ, но изхвърлят въглероден диоксид в атмосферата. За да намалят емисиите до минимум, инженери от Германия разработиха система за впръскване, която позволява ефективно и екологично изгаряне на различни видове горива и може да бъде интегрирана директно в горелката с помощта на аддитивни технологии. Тази дюза, освен с природен газ, работи и с водород, керосин, метанол и синтетично гориво.

Газовите турбини могат да служат като резервни генератори с бърза реакция, като намаляват натоварването на мрежата в часовете на пиково потребление.

Само че изискването за намаляване на въглеродния отпечатък налага необходимостта от преход от природен газ към водород, метанол и други видове горива. Проблемът е, че водородът, природният газ и относително вискозният керосин се държат много по-различно. Обикновената дюза не може да осигури необходимото смесване на горивото с въздуха за чисто изгаряне.

При изгарянето на въглеродсъдържащи газове или течности се отделят сажди и азотни оксиди; техните емисии трябва да се сведат до минимум, тъй като са вредни за околната среда и човешкото здраве.

„Тъй като саждите и азотните оксиди се образуват главно при недостатъчно качествено смесване на горивото с въздуха, системите за впръскване се проектират така, че да създават възможно най-фино дисперсна горивна мъгла и хомогенна смес“,

отбеляза в прессъобщение Фабиан Хамп от Университета в Щутгарт, ръководител на проекта.

Именно поради това дюзите, поне за малките турбини, досега не са се произвеждали с помощта на технологии за 3D-печат. Причината е, че повърхностите на такива отпечатани изделия никога не са идеално гладки. Това създава затруднения, когато е необходимо да се впръска в горивната камера строго определено количество гориво под формата на фина мъгла през много малки отвори.

Новата система за впръскване

Въпреки това изследователите разработиха система за впръскване, която работи ефективно, въпреки грапавостта на детайлите, изработени чрез 3D-печат. От друга страна, аддитивната технология позволи миниатюризирането и прилагането на принципа, използван в авиационните турбини. В резултат на това специалната конструкция на дюзите направи възможно чистото изгаряне на широк спектър от видове гориво.

Възможността за оборудване на вече съществуващи турбини с новата технология за впръскване може да допринесе за намаляване на геополитическата зависимост от определени източници на енергия, отбелязват разработчиците.

Засега дюзата е тествана само в лабораторни условия. В най-близкото време изследователите възнамеряват да оптимизират процеса на 3D-печат и геометрията на дюзата, а след това да изработят прототип и да го изпробват с различни видове горива в реални условия.

Създаването на универсална дюза за газови турбини е ясен пример за това как инженерните иновации могат да ускорят зеления преход, без да блокират съществуващата индустриална инфраструктура. Възможността за комбинирано използване на керосин и водород осигурява така необходимата гъвкавост за авиационния сектор.