Dự án DOWNTOTEN liệu có cứu được động cơ đốt trong?

Không khí mà chúng ta đang hít thở hiện đang bị ô nhiễm bởi các hạt siêu nhỏ từ động cơ xe hơi. Hàng năm, gần nửa triệu người ở châu Âu qua đời sớm do tình trạng ô nhiễm không khí. Tại Hy Lạp và khắp châu Âu, các nhà khoa học đang nghiên cứu nhiều giải pháp để cố gắng giải quyết vấn đề này trong bối cảnh nhiều thành phố ở đây đang phải chịu mức độ ô nhiễm cao (do mật độ giao thông dày đặc).

1. Hạt nano là nguyên nhân gây ô nhiễm không khí

Các hạt độc hại do động cơ xe hơi thải ra là một phần của vấn đề. Ngay cả đối với các phương tiện tiết kiệm nhiên liệu (thải ra ít CO2 hơn), lượng hạt nano thải ra vẫn còn cao và gần như không thể đo lường được.

Giáo sư Zissis Samaras – giám đốc phòng thí nghiệm Nhiệt động lực học Ứng dụng (thuộc Đại học Aristotle tại Thessaloniki, Hy Lạp), đồng thời là điều phối viên dự án DOWNTOTEN, cho biết: “Một số loại xe hơi, chẳng hạn như những xe được trang bị động cơ phun xăng trực tiếp, và các loại xe máy là những đối tượng gây ô nhiễm rất nặng. Chúng có thể phát ra một lượng rất lớn các hạt cực nhỏ (hạt nano) đến mức không thể đo lường bằng các công cụ và phương pháp hiện có.“

2. Dự án DOWNTOTEN ra đời

Các hạt có đường kính dưới 23 nm có thể vào sâu bên trong phổi và đi vào máu. Trước đó, khi còn ở trong không khí, các hạt này phản ứng với các hợp chất khác và có thể tạo ra thêm các chất độc hại khác làm nghiêm trọng thêm tình trạng tim và phổi khi đi vào cơ thể người. Từ đó, một dự án nghiên cứu ở châu Âu có tên DOWNTOTEN ra đời nhằm tìm cách tái tạo lại quá trình này trong phòng thí nghiệm.

Giáo sư Samaras cho biết: “Là những sinh vật sống, con người chúng ta cũng phải gánh chịu hậu quả của chuỗi phản ứng này. Vì vậy, những gì chúng tôi đang làm ở đây là cố gắng hiểu rõ hơn về nó. Chúng tôi đang thu thập các dữ liệu cần thiết để đánh giá các công nghệ và nhiên liệu mà chúng ta sử dụng, cũng như tác động của chúng đối với sức khỏe con người và các sinh vật khác.”

Để thực hiện các thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu kết nối ống xả của xe thử nghiệm với các thiết bị đo hạt siêu mịn. Thời gian vận hành của hệ thống này được tăng tốc lên nhiều lần so với quá trình diễn ra trong không khí trên thực tế. Song song với đó, các phản ứng cũng được mô phỏng lại bằng máy tính.

Ananias Tomboulide – giáo sư kỹ thuật cơ khí ở Đại học Aristotle tại Thessaloniki cho biết: “Kiến thức thu được từ các thí nghiệm còn khá hạn chế. Nhưng nhờ các mô hình kỹ thuật số mà kết quả thu được có độ chính xác cao hơn nhiều so với các phép đo thông thường. Chúng tôi có thể sử dụng công nghệ này để cải thiện các thử nghiệm và hiểu rõ hơn về quy trình phản ứng.”

Ngoài ra, việc sử dụng một chiếc xe để thử nghiệm sẽ cung cấp cái nhìn chính xác hơn về lượng khí thải trong đời thực (so với các phương pháp trong phòng thí nghiệm). Nhóm có thể đưa chiếc xe ra ngoài cơ sở nghiên cứu và lái quanh thành phố, đồng thời ghi lại lượng khí thải khi tham gia giao thông.

Zisimos Toumasatos – kỹ sư cơ khí ở Đại học Aristotle tại Thessaloniki nói: “Ngay sau khi khởi động động cơ và đạp ga, chúng tôi thấy một tín hiệu lớn màu đỏ ở màn hình, cho thấy lượng khí thải đã được phát hiện.”

3. Phổ biến ra thị trường

Các nhà nghiên cứu hy vọng các hãng sản xuất xe hơi sẽ sử dụng thiết bị của họ để phát triển động cơ tốt hơn (thải ra ít hạt nano hơn). DOWNTOTEN cũng đánh dấu một bước chuẩn bị cho ngành công nghiệp xe hơi trước các quy định chặt chẽ hơn về khí thải từ EU.

Giáo sư Samaras chia sẻ: “Mục tiêu cuối cùng là biến động cơ đốt trong trở thành một cỗ máy không phát thải. Đó là hướng đi duy nhất để có thể giữ động cơ đốt trong tồn tại. Nếu không, chúng ta sẽ phải loại bỏ chúng hoàn toàn và phải thay thế bằng các loại động cơ khác.”