Emisije NOx

Emisije NOx dušikovi su oksidi, ponajprije dušikov monoksid i dušikov dioksid, koji nastaju kada se zrak izgara pri visokoj temperaturi unutar motora. Zrak se sastoji od otprilike sedamdeset osam posto dušika, i premda je dušik uobičajeno inertan, snažna toplina i tlak izgaranja kidaju jake veze u molekulama dušika i kisika te im omogućuju da se spoje. Zajednički naziv NOx rabi se jer se ta dva spoja u atmosferi međusobno pretvaraju i reguliraju se zajedno.

Određujući uvjet za nastanak NOx jest temperatura. Što je izgaranje vrelije, to nastaje više NOx, a to inženjere stavlja u nezgodan položaj jer visoke temperature izgaranja istodobno teže poboljšanju toplinske učinkovitosti i smanjenju drugih onečišćivača. Taj je kompromis u srcu velikog dijela suvremene konstrukcije motora i ispuha, i objašnjava zašto mjere koje smanjuju NOx ponekad mogu povećati potrošnju goriva ili nastanak čađe.

Za razliku od ugljikova dioksida, NOx nije staklenički plin od prvenstvene važnosti, nego lokalni onečišćivač zraka. Dušikov dioksid nadražuje dišne putove i pogoršava astmu i druga dišna stanja, a dušikovi oksidi pridonose nastanku prizemnoga ozona i fotokemijskoga smoga, kao i kiselim kišama i lebdećoj izmaglici. Njihova se štetnost najjače osjeća u gustom gradskom prometu, zbog čega je NOx postao u žarištu zona čistoga zraka i ograničenja u središtima gradova.

Dizelski su motori posebna briga jer njihovo siromašno izgaranje pri visokoj temperaturi po svojoj naravi proizvodi više NOx nego benzinski motori, čak i kada daje dobre vrijednosti ugljikova dioksida. Ta je napetost postala ozloglašena tijekom takozvane afere dieselgate, kada se otkrilo da su neka vozila bila konstruirana da prepoznaju laboratorijski test i smanje ispuštanje NOx samo u tim uvjetima, ispuštajući mnogo više na cesti. Skandal je ubrzao prelazak na ispitivanje stvarnih emisija u vožnji (RDE).

Nadzor nad NOx oslanja se na dvostruku strategiju. Uzvodno, povrat ispušnih plinova (EGR) vraća dio inertnih ispušnih plinova natrag u cilindre, snižavajući vršnu temperaturu izgaranja i tako suzbijajući nastanak NOx na izvoru. Nizvodno, selektivna katalitička redukcija (SCR) ubrizgava otopinu uree, koja se prodaje pod nazivom AdBlue, u ispuh, gdje ona oslobađa amonijak koji NOx pretvara u bezopasan dušik i vodu uz pomoć katalizatora. Lean-NOx zamke obavljaju srodnu ulogu na nekim motorima.

NOx je stoga izravno povezan sa skupinom tehnologija naknadne obrade, naime SCR-om, AdBlueom i EGR-om, te s regulatornim okvirom Euro normi emisija, pri čemu Euro 6 nameće najstrože trenutačne granice. Dobro upravljanje njime jedan je od ključnih izazova u tome da motori s izgaranjem postanu prihvatljivi u suvremenim gradovima.