盡管被很多工程師視作一種破壞性的技術，但實際上液化空氣的用途還遠不止于此。降溫至-196攝氏度的低溫液化空氣可以被視作一種儲能機制，這種思想將有可能顛覆我們對現有活塞式發動機和儲能計劃形式的認識

液化空氣發動機“迪門”的技術開創者之一：皮特·迪門液化空氣發動機“迪門”的技術開創者之一：皮特·迪門

除此之外，這項技術還可以被應用于發電設施，用于將風能，太陽能和潮汐能等轉化而來的能量進行儲存，調節電網高峰期和低潮期之間的供求平衡除此之外，這項技術還可以被應用于發電設施，用于將風能，太陽能和潮汐能等轉化而來的能量進行儲存，調節電網高峰期和低潮期之間的供求平衡

新浪科技訊北京時間6月5日消息，據國外媒體報道，盡管被很多工程師視作一種破壞性的技術，但實際上液化空氣的用途還遠不止于此。降溫至-196攝氏度的低溫液化空氣可以被視作一種儲能機制，這種思想將有可能顛覆我們對現有活塞式發動機和儲能計劃形式的認識。

低溫空氣技術早已出現，這是眾所周知的。構成空氣78%的氮氣最早在1883年實現液化，當時使用的方法是不斷對其進行壓縮和釋放，并在此過程中提取掉釋放出來的熱量。

液化空氣驅動汽車的夭折

位于美國波士頓的液化空氣公司很早便設計制造出了世界上第一輛使用液化空氣驅動的汽車。但這家公司本身命運多舛：它于1899年正式成立，僅僅3年之后便宣告倒閉。這家公司或許的確是不幸的，但是它所設計開發的汽車卻確實可以開動，并在1902年由其發明人漢斯·克努森(HansKnudsen)進行了演示。根據記載，當時這輛動力獨特的汽車行駛了大約40英里(約合64.4公里)，時速約12英里(約合19.3公里)，所使用的動力來源為15加侖(約合56.8升)的液化空氣。

毫無疑問的，這一想法是有著巨大潛力的。一升這種略顯粘稠的淡藍色液體中就包含著相當于700升正常氣壓下的空氣成分。一旦被釋放至常溫下，液化空氣迅速沸騰氣化，體積膨脹700倍并排放到空氣之中，完全沒有污染。正是這種巨大的膨脹性能可以被用來驅動活塞式引擎，如迪門發動機(DearmanEngine)。拉夫堡大學應用熱力學教授科林·加納(ColinGarner)表示：“工程師們喜歡這種膨脹效應，那種效應非常有用。”

皮特·迪門(PeterDearman)是一名發明家和工程師，他對使用液化空氣驅動汽車的想法感到著迷。他在上世紀60年代便認識到了這一想法背后的潛力，但是當時存在的問題在于基于這一原理的發動機體積太大并且效率低下。當時這種發動機普遍采用的原理是利用熱交換機實現液氮或液化空氣的氣化。

柳暗花明

后來，美國華盛頓州立大學發表了一份報告，其中認為這種“低溫發動機”只有當液化空氣在相同溫度下實現氣化時才有可能達成能被接受的效率值。正是這份報告激發了迪門的靈感。他想到了將液化空氣注入到一種熱轉移介質中，一般用的是乙二醇防凍劑，后者一般的溫度是室溫。

這兩種溫度差異巨大的液體混合之后，液氮在艙室內迅速受熱膨脹，驅動發動機產生二沖程循環，在此過程中產生動力并向外排出“廢氣”。迪門表示：“我知道如果你能在等溫條件下實現液化空氣氣化，它的產能效率可以達到與使用常規燃料相差無幾的水平。我還知道如果我能制造出這樣一種發動機，那我將能大展身手。”

隨后這些熱轉移介質在經過散熱器之后可以被重新回收利用，在此過程中其溫度可以再次被提升至室溫水平，而如果能夠實現從汽車內部各部位收集余熱并用于進一步加熱這些轉移介質，那么在下一輪的混合交換過程中將可以進一步提升其驅動效率。相比之下，傳統燃料釋放的能量中有大約1/3被用于加熱冷卻液，另有35%則被作為高溫廢氣白白浪費掉。

迪門引擎則可以收集其中大部分被浪費的余熱，從而提升驅動效率。這一思想具有重大的應用潛力，如它可以被應用于公共汽車上，這樣乘客的體溫導致的車廂升溫可以被轉化為車輛的動力，另外就是冷藏車，溫暖食物散發的熱量也可以被轉化為驅動車輛前行的動力。另外，那些在礦山工作，散熱成為傷腦筋大問題的施工機械也是一個潛在的巨大市場。

Ricardo是一家總部位于英國蘇塞克斯郡的咨詢公司，該公司已經致力于針對迪門引擎的前景研究超過兩年時間，他們考慮過各種進一步改進其性能表現的方案。

安德魯·阿特金斯博士(DrAndrewAtkins)是Ricardo咨詢公司的首席技術工程師，他設想在迪門引擎中引入阿特金森或米勒循環機制來進一步提升效率，而科林·加特納等人則建議使用塑料或合金材料制造這種發動機，從而大大降低成本，提升在與其它傳統發動機進行競爭時的優勢。

廣闊的應用前景

在5月9日召開的英國皇家工程師學會會議上討論了液化空氣未來的應用前景，在此次會議上發表了數篇有關這一項目經濟性前景理論和實際可操作性的研究論文。液態空氣并非是商業化生產的產品，但每天卻仍然有大約8500噸的液氮產量剩余，這些剩余的液氮都會被直接排放進入大氣浪費掉。而事實上這些液氮完全足以驅動汽車行駛650萬公。相比之下，根據英國交通部統計數據顯示，全英國的汽車和出租車每天大約行駛10.589億公里，所有車輛每天大約行駛13.342億公里。

按照目前英國的電力成本計算，液化空氣的生產成本約為每升2.5~3.6便士，通過將制造基地設置在靠近液化天然氣(LNG)終端設施附近等方法還可以進一步降低生產成本。

液化空氣的低能量密度現實意味著它將難以撼動現存的以內燃機為基礎的發動機市場，但是它將對電驅動汽車的興起產生明顯的競爭。尤其是因為后者充電需要耗費大量時間，另外考察整個電動汽車的生產過程，其每公里仍然相當于排放了30克的二氧化碳氣體。

除此之外，這項技術還可以被應用于發電設施，用于將風能，太陽能和潮汐能等轉化而來的能量進行儲存，調節電網高峰期和低潮期之間的供求平衡。盡管還有其它很多種產能方式可供選擇，但是液化空氣技術的優勢是它的原理非常簡單，技術是成熟的，并且相比之下它的成本更低。或者用工程師們的話來說：你用一根榔頭就能修好它。科林·加特納表示：“當然在儲能性能方面液化空氣技術沒有蓄電池那么性能優越，但也已經足夠好。”

為了進一步提升其潛力，迪門公司以及它的姊妹企業高視儲能公司(HighviewPowerStorage)已經設立的工廠，正致力于通過回收發電廠散失熱能的方式提升能源利用效率。

仍然任重道遠

在低溫儲能方面未來一定還會遇到這樣那樣的問題，較低的能量密度和復雜的熱動力學原理可能會限制它的發展前景，就和現有的純電動車輛和混合動力車輛遇到問題一樣。另外反應室內的霜凍問題以及潤滑液在低溫下的有效性問題等等也將可能會對這項技術的進一步發展產生困擾。阿特金斯表示：“產業界已經認識到這些問題，并且它們正是接下來將會要嘗試去解決的對象。”

因此總的來說，盡管我們距離真正進入“氮驅動”社會，或者早上起來在自己的愛車內不是加入汽油，而是加入液氮的時代還相當遙遠，但是液化空氣技術和迪門發動機引擎的技術前景已然顯現。