读图│把液氮当油使的未来发动机是如何做到高效、无污染的？

迪门公司创始人彼得•迪门(Peter Dearman)

        当你想要冷却一些东西时，液氮看起来是个好的开始。如果英国发明家彼得•迪门(Peter Dearman)是正确的话，液氮的冷却作用可能比看起来更加好。迪门一直在关注液氮，他从15岁开始，便梦想着能用液氮发动机来开动摩托车。现在他64岁了，他认为他做到了，虽然不是完成最开始开车的梦想，但通过液氮来制冷比传统方式更加省电，并且对环境的污染更少。

        迪门的发动机有点像蒸汽、汽油或者柴油发动机。它通过加热气体（工作流体）膨胀驱动活塞，不同点在于其他方式常温下开始工作，但液氮发动机则在零下196℃的时候开始工作，也就是液氮的沸点。温度的变化引起液氮膨胀，足够做到其他传统方式发动机的效果，但比其他发动机做得更好。对于迪门来说，液氮发动机一直只是一个寻找应用突破的想法，但现在，他认为他已经找到市场了。液氮发动机可以取代低效、污染严重的柴油动力制冷机，保持食品配送货车的温度。

        比起直接使用液氮发动机的存储能量，迪门面临的挑战在于通过发动机，从液氮中获得更多的制冷能力。他通过将冷却动力一分为二来做到。首先，不同于直接将液氮注入到发动机气缸，他的系统先通过管道使液氮沸腾，也称为热交换系统。该装置连接着一个隔间来冷却液氮，并能从隔间中将热量吸出，传输到液氮中，从而将液氮变成气体。

        整个过程能让隔间冷却，但不会增加液氮的温度，温度一直维持在在零下196℃。这是因为热量问题，也被称为汽化潜热：仅改变氮的状态，而不会让温度上升。冷却后，气态氮连同水和乙二醇的混合物喷入发动机气缸中（见图），即在室温下被称为热传输液体。

        热传输液体将氮气迅速升温，使其膨胀并驱动活塞——运行传统的制冷回路，并给第二个隔间提供冷却剂。活塞再次敲击，驱动气体和冷却的热传液体。氮被排放到空气中，从传统制冷回路中获取的热量将推动热传输液回到常温，为下一次使用做好准备。

        比起直接使用制冷剂，这样的双循环能从液氮中多提取40%的制冷能力。这使得它比使用传统柴油制冷机的卡车更具竞争力。它比柴油更为关键的优势在于，它是零污染的。空气中78%是氮，因此空气中再增加氮气没有任何区别。相反，柴油发动机驱动的制冷机则会产生微小颗粒，危害人类健康，是监管机构越来越不愿意投入生产的。迪门的发动机，目前还在试验阶段，提供了一种替代选择。如果最终能试验通过，这个一直在他脑袋里的想法最终将带来蜂蜜般的效用。

       （澎湃新闻记者 王心馨 编译）