Tampereen yliopisto

Väitös: Maakaasumoottoreidenkin pakokaasut lisäävät ilmakehän hiukkasmassaa

Jaa

DI Jenni Alanen selvitti tuoreessa väitöskirjassaan maakaasumoottoreiden hiukkaspäästöjen ominaisuuksia niiden matkalla pakoputkesta ilmakehään. Tutkimuksen tulokset antavat aiempaa huomattavasti kattavamman kuvan maakaasumoottoreiden hiukkaspäästöistä: maakaasumoottoreiden pakokaasusta onnistuttiin muun muassa mittaamaan aiempaa pienempiä hiukkasia. Tuloksia voidaan hyödyntää maakaasumoottoreiden terveys- ja ilmastovaikutusten arvioissa, lainsäädännön ja tulevien päästörajoitusten pohjatietona sekä kehitettäessä ympäristöystävällisempiä teknologioita.

Jenni Alanen. Kuva: Mikko Mäkelä
Jenni Alanen. Kuva: Mikko Mäkelä

Ilmakehän pienhiukkaset tappavat miljoonia ihmisiä vuosittain ennenaikaisesti ja niillä voi olla myös ilmastoa lämmittävä vaikutus. Haitallisten pienhiukkasten vähentäminen on siksi tärkeää. Tutkimus eri päästölähteiden pienhiukkaspäästöistä auttaa kohdistamaan päästöjen rajoitustoimenpiteet oikein ja siirtymään kohti terveydelle ja ilmastolle vähiten haitallisia teknologioita.

Diplomi-insinööri Jenni Alasen väitöskirjatutkimuksessa mitattiin hiukkaspäästöjä kahdesta erikokoisesta maakaasumoottorista. Tutkimuksessa selvitettiin pakokaasuhiukkasten ominaisuuksia pakoputkessa, tuoreessa ilmakehään päässeessä pakokaasussa sekä pidempään ilmakehässä viipyneessä pakokaasussa.

Ennen väitöskirjatyötä maakaasumoottoreiden hiukkaspäästöjä oli tutkittu suhteellisen vähän. Esimerkiksi halkaisijaltaan alle 5 nanometrin hiukkasten päästöstä tai hiukkasmassasta, joka syntyy maakaasumoottoreiden pakokaasusta ilmakehässä tuntien tai päivien jälkeen päästötapahtumasta, ei ollut julkaistu vielä lainkaan tutkimusta.

– Tutkimuksessani onnistuttiin mittaamaan maakaasumoottoreiden pakokaasusta pienempiä hiukkasia kuin koskaan ennen. Havaitsin, että maakaasumoottorit voivat päästää ilmakehään merkittäviä määriä näitä kaikkein pienimpiä hiukkasia. Vaikka maakaasumoottorit päästävät tyypillisesti vain vähän nokihiukkasmassaa, täytyy niiden hiukkaspäästöön silti kiinnittää huomiota, Alanen toteaa.

Mittaustulostensa perusteella Alanen esittää, että maakaasumoottorin tuore hiukkaspäästö koostuu suurimmaksi osaksi pakokaasun jäähtyessä syntyneistä nukleaatiohiukkasista, pienistä pallomaisista voiteluöljyperäisistä hiukkasista ja nokihiukkasista. Näiden lisäksi hiukkaspäästö sisältää joukon erittäin pieniä polttoaineperäisiä kiinteitä hiukkasia.

Maakaasumoottorin pakokaasua simuloitiin läpivirtauskammiolla

Tuntien ja päivien kuluessa ilmakehässä voi muodostua moninkertaisesti hiukkasmassaa, kun maakaasumoottoreiden pakokaasujen kaasumaiset yhdisteet hapettuvat ja sitten siirtyvät hiukkasiin. Tutkimuksessa simuloitiin ensimmäistä kertaa läpivirtauskammion avulla maakaasumoottorin pakokaasun potentiaalia muodostaa hiukkasmassaa ilmakehässä.

Alanen havaitsi, että tämä hiukkasmassa koostui sekä orgaanisista että epäorgaanisista yhdisteistä, jotka olivat peräisin moottorin voiteluöljystä ja osittain ureasta, jota käytetään myrkyllisten typen oksidien vähentämiseen pakokaasujen jälkikäsittelyjärjestelmissä.

– Kun moottoreiden pakokaasupäästöistä on kattava ja totuudenmukainen kokonaiskuva, voidaan teknologioista valita käyttöön ne ympäristöystävällisimmät. Näin myös viranomaiset voivat rajoittaa moottoreiden päästöjä lainsäädännöllä entistä tarkoituksenmukaisemmin, Jenni Alanen kertoo.

Tutkimus tehtiin Tampereen yliopiston, Helsingin yliopiston Ilmatieteen laitoksen ja VTT:n yhteistyöprojekteissa. Yhteistyö mahdollisti kattavan mittauslaitteiston käytön ja monipuolisen tutkijoiden osaamisen hyödyntämisen. Mittaukset on tehty vuosina 2014–2016 ja tulokset on julkaistu vertaisarvioituina tieteellisissä julkaisuissa vuosina 2015–2020.

Jenni Alanen työskentelee nykyään kehitysinsinöörinä AGCO Powerilla, joka valmistaa työkoneiden moottoreita Nokialla. Työssään hän varmistaa, ja että työkoneiden pakokaasupäästöt ovat alhaiset ja että pakokaasun jälkikäsittelylaitteet toimivat asiakkaiden työkoneissa toivotulla tavalla.

Diplomi-insinööri Jenni Alasen aerosolitekniikan alan väitöskirja Aerosol particle emissions from natural gas engines tarkastetaan Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa 6.5.2022 klo 12 osoitteessa Korkeakoulunkatu 10. Vastaväittäjänä toimii professori Hanna Vehkamäki Helsingin yliopistosta ja kustoksena professori Topi Rönkkö Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Jenni Alanen
jenni.alanen@tuni.fi

Kuvat

Jenni Alanen. Kuva: Mikko Mäkelä
Jenni Alanen. Kuva: Mikko Mäkelä
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Taloustieteen väitös: Ruotsin politiikka lisännyt eriarvoisuutta23.5.2022 11:18:30 EEST | Tiedote

Voi vaikuttaa paradoksaaliselta, miten Pohjoismaat ovat yhdistäneet tasa-arvon ja korkean verotuksen kilpailukykyisiin talouksiin. Perinteisesti taloustieteessä on ajateltu, että tasa-arvolla ja taloudellisella tehokkuudella on vaihtosuhde, mutta Pohjoismaiden menestys ei ole ollut sattumaa. Tasa-arvo, taloudellinen turva ja dynaamiset taloudet voivat täydentää toisiaan. KTM ja TM Heikki Palviainen tutki taloustieteen väitöskirjassaan köyhyyden kehitystä ja sosiaaliturvajärjestelmien vaikutusta tulojen uudelleenjakoon ja työllisyyteen Suomessa ja muissa Pohjoismaissa.

Väitös: Kirjallisuus kannattaa – myös opiskeltaessa vierasta kieltä ja kulttuuria23.5.2022 08:59:11 EEST | Tiedote

Kaunokirjallisuuden käyttäminen genetiivimuotojen harjoitteluun on kuin hankkisi koiran, jotta sitä voisi oppia harjaamaan. Laajassa merkityksessä kaunokirjallisuuden avulla voidaan tutustua kieleen ja kulttuurialueeseen. FL Dieter Hermann Schmitz toteaa väitöskirjassaan, että on kuitenkin tarpeen poiketa klassisesta kirjallisuuskäsityksestä ja kirjallisuushistoriallisesti merkittävien teosten pakollisesta lukemisesta.

Väitös: Kauppayritykset tarvitsevat uusia liiketoimintamalleja markkinoiden muutoksessa19.5.2022 12:10:05 EEST | Tiedote

Kriisit kuten COVID-19-pandemia ja Ukrainan sota ovat nostaneet kaupan alan yritykset uutisvirran keskiöön. Poikkeusolot siirtävät kauppayritysten huomiota pitkänjänteisestä kehittämisestä nopeaan reagointiin. Toimiala käy samalla läpi historiallista murrosta, transformaatiota, jossa muutoksen kohteina ovat kaupankäynnin muodot, tavat ja toimijoiden roolit. KTM Harri Hokkasen väitöstutkimus osoittaa kauppayritysten valintojen vaikuttavan merkittävästi siihen, millaisena kauppa tulevaisuudessa näyttäytyy ja miten se organisoituu.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme