과도 플라즈마 기술은 배출 감소를 위한 새로운 불꽃을 제공합니다

베키 슐츠 저 2023년 1월 16일

2000년대 이전에 태어난 사람들에게 플라즈마 기술에 대한 첫 번째 노출은 한때 예고된 플라즈마 평면 TV의 형태였을 것입니다. 그러나 플라즈마는 여러분이 생각하는 것보다 훨씬 더 일반적이며(예를 들어 스토브 위에서 불꽃을 튀기는 것) 출시 후 10년이 조금 넘게 사라진 초기 시각적 "경이로움"보다 응용 프로그램이 훨씬 더 다양하고 오래 지속됩니다. .

실제로 플라즈마 기술은 내연기관(ICE)의 탈탄소화를 위한 싸움에서 상당한 장기적 잠재력을 보여주었으며 곧 탄소 배출량을 줄이기 위한 노력에 새로운 활력을 불어넣을 수 있습니다. 캘리포니아주 토런스에 본사를 둔 기술 개발 회사인 TPS(Transient Plasma Systems)는 "이전에는 접근할 수 없었던 플라즈마 기능을 잠금 해제"할 수 있는 독점 나노초 펄스 전력을 활용하는 후처리 및 점화 시스템이라는 두 가지 상업적으로 준비된 솔루션을 제공하고 있습니다.

2009년에 설립된 TPS는 수십 년 동안 "과도 플라즈마"에 대한 연구를 수행해온 University of Southern California에서 분사된 회사입니다. 일반적으로 과열된 물질을 통해 생성되는 기존 플라즈마와 달리 저온 과도 플라즈마는 과열을 방지하는 지점까지 이온화 과정을 제어하는 ​​고전압, 초단거리(나노초) 전기 펄스에 의해 생성됩니다. 이러한 "일시적" 상태에서 플라즈마는 연소 및 배출 제어와 같은 응용 분야에 탁월한 이점을 제공합니다.

TPS는 이 과도 플라즈마 기술을 시장성 있는 제품 및 시스템으로 전환하려는 명확한 목적으로 형성되었습니다. 솔리드 스테이트, 고전압 스위칭의 발전으로 더 많은 기회가 열리면서 회사는 보다 컴팩트한 패키지로 고전력 솔루션을 개발할 수 있게 되었습니다.

TPS의 공동 창립자이자 CEO인 Dan Singleton은 "배출을 줄이는 데 잠재적으로 가치가 있을 것으로 오랫동안 연구되어 왔던 이 기술이 갑자기 실행 가능해졌습니다"라고 말했습니다.

2019년 벤처 투자 자금 투입을 통해 TPS는 제품 개발을 위한 최종 추진을 할 수 있었습니다. 많은 엔진 플랫폼에서 배기가스 배출과 효율성을 향상시키는 두 솔루션을 모두 갖춘 TPS는 이제 "함께 시장에 진출할 수 있는 파트너를 확보"하고 있습니다.

TPS 후처리 시스템은 플라즈마 전력 모듈, 반응기 및 미립자와 NOx 배출이 배기관을 빠져나가기 전에 본질적으로 "재압"하는 전극을 결합합니다.

Singleton은 "자동차의 뒤쪽이나 직선 배기 파이프가 있는 발전기를 보고 있다고 상상해 보십시오. 파이프 중앙에 와이어를 배치하고 여기에 고전압 나노초 펄스를 적용하여 배기 가스에서 플라즈마를 생성합니다."라고 Singleton은 설명했습니다. "우리가 미립자에 미치는 영향은 대부분의 가스를 다시 가스 탄소로 변환하는 것입니다. NOx의 경우 기본적으로 질소와 산소로 분해됩니다."

회사에 따르면 이 공정을 통해 NOx는 최대 80%, 디젤 미립자는 최대 85%까지 줄일 수 있으며, 동시에 후처리의 복잡성도 줄일 수 있습니다. "전반적인 상업적 이점은 더 단순한 시스템입니다"라고 Singleton은 말했습니다. "지금 당장은 두 가지 시스템이 필요합니다. SCR(선택적 촉매 환원) 또는 디젤 미립자 필터(DPF)와 결합된 디젤 산화 촉매(DOC)가 필요합니다."

TPS 후처리 솔루션은 DPF와 재생의 필요성을 제거하고 검사 및 유지 관리가 더 쉽습니다. 또한 다양한 엔진과 장비에 맞게 사용자 정의 및 확장이 가능하며 신제품 개발 및 추가 장착 가능한 솔루션으로 모두 사용할 수 있습니다.

많은 기업이 처음에는 신제품 개발을 위해 애플리케이션 스펙트럼의 작은 부분을 목표로 삼았지만 TPS는 대형 도로용 차량, 오프 하이웨이 장비, 발전 및 해양 산업과 같은 대형 애플리케이션에 목표를 두었습니다.

Singleton은 "만약의 묘책은 없습니다. 모든 단일 엔진에 이 형식을 적용하기만 하면 문제가 해결됩니다."라고 말했습니다. "우리가 해결하고 있는 틈새 문제가 있습니다... 우리가 수행하는 작업의 상당 부분을 차지하는 오프로드 작업의 경우 해당 응용 분야에 특정한 특정 규정을 목표로 삼고 있습니다."