NOx-emissioner

NOx-emissioner er kvælstofoxider, fortrinsvis kvælstofmonoxid og kvælstofdioxid, der dannes, når luft forbrændes ved høj temperatur inde i en motor. Luft består af cirka otteoghalvfjerds procent kvælstof, og selv om kvælstof normalt er reaktionstrægt, bryder den intense varme og det høje tryk under forbrændingen de stærke bindinger i kvælstof- og iltmolekylerne og lader dem forene sig. Samlebetegnelsen NOx bruges, fordi de to forbindelser omdannes til hinanden i atmosfæren og reguleres under ét.

Den afgørende betingelse for dannelse af NOx er temperaturen. Jo hedere forbrændingen er, jo mere NOx dannes der, hvilket sætter ingeniørerne i en vanskelig position, eftersom høje forbrændingstemperaturer også har tendens til at forbedre den termiske virkningsgrad og reducere andre forurenende stoffer. Denne afvejning står i centrum af megen moderne motor- og udstødningskonstruktion, og den forklarer, hvorfor tiltag, der mindsker NOx, undertiden kan øge brændstofforbruget eller sodmængden.

I modsætning til kuldioxid er NOx ikke primært en drivhusgas, men et lokalt luftkvalitetsforurenende stof. Kvælstofdioxid irriterer luftvejene og forværrer astma og andre luftvejslidelser, og kvælstofoxider bidrager til dannelsen af jordnær ozon og fotokemisk smog samt til syreregn og partikelslør. Deres skade mærkes mest akut i tæt bytrafik, og derfor er NOx blevet omdrejningspunkt for miljøzoner og restriktioner i bykerner.

Dieselmotorer er en særlig kilde til bekymring, fordi deres magre forbrænding ved høj temperatur i sagens natur danner mere NOx end benzinmotorer, samtidig med at den giver gode kuldioxidtal. Denne spænding blev berygtet under den såkaldte dieselgate-sag, da det kom frem, at nogle køretøjer var konstrueret til at registrere laboratorietesten og kun reducere NOx-udledningen under disse betingelser, mens de udledte langt mere på vejen. Skandalen fremskyndede overgangen til vejbaseret Real Driving Emissions-test.

Kontrol med NOx hviler på en todelt strategi. Op ad strømmen leder udstødningsrecirkulation en del af den reaktionstrægge udstødning tilbage i cylindrene, hvilket sænker spidstemperaturen under forbrændingen og dermed dæmper dannelsen af NOx ved kilden. Ned ad strømmen indsprøjter selektiv katalytisk reduktion en urinstofopløsning, der sælges som AdBlue, i udstødningen, hvor den frigiver ammoniak, som over en katalysator omdanner NOx til harmløst kvælstof og vand. NOx-fælder udfylder en beslægtet rolle på visse motorer.

NOx hænger derfor direkte sammen med en klynge af efterbehandlingsteknologier, nemlig SCR, AdBlue og EGR, og med Euro-normernes regelsæt, hvor Euro 6 pålægger de strengeste aktuelle grænser. At håndtere NOx godt er en af de centrale udfordringer ved at gøre forbrændingsmotorer acceptable i moderne byer.