甲醇作為21世紀汽車的代用燃？

甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH）的化學結構及其相似。與乙醇相比，它的最大優點是能從豐富的天然氣資源中經濟地生産出來。甲醇也能從煤和木材中生産出來，但成本很高。當汽車中采用85%甲醇和15%汽油混合燃料時，僅對現存的汽車結構稍做改變即可。能使用汽油或汽油和甲醇混合的汽車很受人們的歡迎，而且容易設計，這種汽車是消費者不感到陌生，是消費者熟悉的結構，熟悉的液體燃料，而在性能上由于隻使用汽油燃料的汽油發動機，采用這種汽車，消費者在使用燃料方面更加靈活。甲醇也有許多缺點，這些缺點不能使其與汽油抗衡。隻要地球上有豐富的汽油存在，甲醇的使用就會受到限制。甲醇的熱值較低，一起有同樣體積的甲醇隻能行使一般的路程。甲醇燃燒無可見火焰，所以冷啟動困難，而且燃燒後甲醛的排放量很高，甲醇可能大量産自石油輸出國。此外，甲醇也是具有毒性和腐蝕性的物質。濺灑在衣服、鞋和汽車油漆上可能是它們損壞，長期和皮膚接觸，可能導緻人體中毒。

研究甲醇的應用技術取得了很大進展，許多研究者提出，甲醇與汽油混合可能是21世紀汽車的主要燃料形式，但是它的命運也不容樂觀，這将取決于今後幾年内政治、經濟和甲醇應用技術的發展。甲醇汽車的現狀甲醇汽車的有害排放物很低（CH、CO、NOX等），引起了世界普遍關注。世界上許多汽車公司、石油公司都緻力于甲醇燃料的使用和甲醇汽車的開發、研制。到目前為止，在技術和制造成本上，使用甲醇汽車已經達到使用階段。甲醇汽車用于汽車首先是從甲醇與汽油的燃料混合開始的。例如：M30混合燃料是指甲醇體積濃度為30%的汽油混合燃料。現在，不但将甲醇混合在汽油，制成甲醇汽油混合燃料，用于汽車發動機，而且還将甲醇和柴油混合，制成甲醇柴油混合燃料，用于柴油發電機。豐富的甲醇資源從天然氣中提取甲醇是十分經濟的。當前表明，世界天然氣資源分布十分廣泛，不像石油資源那樣隻是地區性的分布，由于政治的影響石油很容易受到壟 （從天然氣中産生甲醇的過程） 甲醇也能從煤中提取處來。一種用煤生産甲醇的經濟方法能使世界上許多地區獲得足夠的能源并順利的通過21世紀。如果沒有這種技術，世界上許多國家将繼續進口他們所需要的能源。甲醇和現在的石油一樣，也能通過船舶運輸出口。甲醇的安全因素和環境效果在甲醇生産、運輸、消費過程中會産生安全、環境有關的問題。現在讨論的焦點是甲醇燃料的分配和燃燒後的尾氣排放，近一個世紀的汽車實驗表明，尾氣排放結果差異很大。這種差異的主要原因是甲醇在不同的汽車上進行實驗造成的。一般的說，甲醇發動機比汽油發動機排放有害物低，甲醇發動機排放物中排放的是一些沒有完全燃燒的甲醇甲醇氣體，而不是碳氫化合物。在同等燃料、空氣混合比的情況下，甲醇發動機排放的一氧化炭和汽油發電機差不多。但是甲醇可以在比汽油更稀薄的混合氣狀态下燃燒，此時，一氧化炭的排放量就大大降低了。分析表明，甲醇發動機的各種排放在很大程度上取決于發動機的結構和各部分的協調。甲醇不含硫，因此尾氣中沒有任何硫化物存在。但是，甲醛發動機一個明顯的不足是燃燒時排放醛類氣體，這種氣體有一種難聞的氣味，在甲醇和汽油混合的燃料發動機上實驗表明：随着甲醇含量增加，醛類排放物呈線性增加的趨勢，其中98%是甲醛。而在汽油發電機中隻有31%--35%的醛類排放物是甲醛。據美國組織的實驗妙明：甲醇發動機燃燒純淨的甲醇（M100），醛類排放物比汽油發動機高100倍，而不完全燃燒排放物和汽油發動機差不多。

甲醛是汽車尾氣的煙霧的主要組成成分，對人類眼睛産生刺激。汽車尾氣後處理可以中和大部分甲醇，能吸收高達90%的沒有燃燒的甲醇。在甲醇廣泛作為汽車的燃料讨論中，它的毒性和安全性一直是人們讨論的焦點。甲醇雖然它的揮發性沒有汽油小，比汽油更容易被吸收，量劑的吞服（60--120mL）會緻人死亡。甲醇燃料發動機與當前内燃機的兼容性甲醇對于四沖程發動機是一種優秀的燃料，但但使用M100%甲醇燃料（M100）時，發動機結構應做适當的改變。當使用M85（M85%甲醇，汽油25%）燃料時，可以減少使用甲醇燃料相關的困難。

甲醇燃料的問題也很突出：冷啟動困難、潤滑油污染，甲醇的腐蝕作用增加發動機磨損和材料的不兼容問題等。

(1) 冷啟動。與汽油不同，甲醇在低溫下不能蒸發。當環境溫度很低時，這種燃料的蒸發能力和高蒸發潛熱導緻了發動機啟動困難。在環境溫度約12℃時甲醇發動機就不能啟動。

(2)潤滑油污染。潤滑油污染一直是甲醇燃料汽車發動機非常棘手一個問題。在冷啟動時，甲醇迅速進入發動機潤滑油中，并可達到相當高的濃度。雖然汽油也進入潤滑油中但對潤滑油稀釋并不能引起潤滑油的變化，而甲醇對潤滑油的影響非常大，少量的甲醇進入潤滑油就能改變其潤滑特性。啟動15min就能使潤滑油變成乳濁液。

(3)發動機磨損增加。用甲醇作為燃料的汽車存在一個十分嚴重的氣缸磨損問題。特别是氣缸上部以及第一道活塞環磨損最為厲害。它是甲醇混入潤滑油破壞了潤滑油的特性和甲醇燃燒後産生的酸性物質對氣缸的腐蝕。

(4)材料兼容性問題。汽油汽車燃料系統中使用材料不适合甲醇汽車。甲醇（乙醇）對鉛、錳、鋁、塑料和合成橡膠具有強烈的腐蝕性，而這些材料确實汽油汽車燃料系統中使用的典型材料。汽油汽車中的而許多構建，如郵箱、油泵、油泵膜片和許多密封件等在甲醇汽車中迅速被破壞，但智勇少量的甲醇（15%）不會産生使用材料的不相容的問題。随着甲醇含量的增高（如85%或100%），必須要求與甲醇接觸的燃料系統元件的材料和甲醇相容。

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