En Hongrie, la majorité des ménages utilisent le gaz naturel pour le chauffage. C’est l’un des moyens les plus écologiques de garder nos maisons au chaud.
Cependant, le gaz naturel joue également un rôle important dans la production d’électricité. Les productions d’énergie solaire et éolienne ont de fortes fluctuations, et un moyen efficace de compenser cela consiste à utiliser des turbines à gaz et des moteurs à gaz basés sur la combustion de gaz naturel, qui peuvent rapidement compenser l’électricité manquante.
Une part importante du gaz naturel est du méthane à des degrés divers selon les zones ; en Hongrie, le gaz naturel contient près de quatre-vingt-dix-sept pour cent de méthane. Afin d’utiliser plus efficacement cette substance incolore, inodore et inflammable dans une production d’électricité respectueuse de l’environnement, il est important d’étudier l’explosion des mélanges méthane-air, la propagation des flammes dans les moteurs à gaz et la formation de polluants nocifs lors de la combustion de combustibles naturels. gaz.
Le laboratoire de cinétique chimique de l’Institut de chimie et le département d’analyse appliquée et de mathématiques computationnelles de l’Institut de mathématiques de l’ELTE – Éva Valkó, Máté Papp, Peng Zhang et Tamás Turányi – ont étudié l’allumage de mélanges méthane-air sur la base d’une étude détaillée. modèle de cinétique de réaction.
Le vecteur de sensibilité du temps d’allumage a été calculé en faisant varier la température initiale (T), la pression (p) et le rapport d’équivalence méthane-air (ϕ) sur une large plage. Une analyse par grappes des plus de 14 000 vecteurs de sensibilité résultants a montré que cinq domaines peuvent être identifiés dans l’espace (T, p, ϕ) et que, dans chaque domaine, un ensemble différent de réactions chimiques conduit à l’allumage du méthane. Les résultats ont été publiés dans le Actes de l’Institut de la Combustion.
Crédit : Université Eötvös Loránd
« Le fonctionnement des moteurs à gaz comprend la compression rapide d’un mélange de gaz naturel et d’air pour atteindre une température et une pression données. Le temps d’explosion de ce mélange de gaz chaud à haute pression est critique. Si un modèle informatique fiable basé sur un mécanisme de réaction détaillé est disponible, il peut être utilisé pour déterminer si une explosion se produira ou non », explique le professeur Tamás Turányi, responsable de la recherche.
Pendant des années, le groupe de recherche de Tamás Turányi a également étudié les soi-disant e-carburants, qui peuvent surmonter la limitation mentionnée ci-dessus de la production d’énergie renouvelable, à savoir les grandes fluctuations de la quantité d’électricité produite. Dans les e-carburants, le contenu énergétique de l’électricité excédentaire peut être stocké puis reconverti en électricité. L’un de ces combustibles est l’ammoniac, qui a l’avantage d’être produit à l’aide d’une technologie éprouvée et d’être facile à transporter et à stocker.
Plus d’information:
Éva Valkó et al, Identification de régimes cinétiques chimiques homogènes d’allumage méthane-air, Actes de l’Institut de la Combustion (2022). DOI : 10.1016/j.proci.2022.07.186