Forskere arbejder på et projekt for at udvikle renere forbrænding, vedvarende brændstoffer

Biobrændstoffer tilbyder potentielle fordele som vedvarende brændstoffer med renere emissioner, men med tusinder af typer biobrændstoffer at vælge imellem, det gør det svært for energisektoren at fokusere på nogle få til videreudvikling.

Derfor arbejder forskere fra University of Central Florida på at indsnævre området potentielle biobrændstoffer som en del af et Department of Energy -initiativ, kendt som Co-Optimization of Fuels &Engines.

I nogle af deres seneste undersøgelser, som blev offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences , forskerne fastslog, at ethanol er det bedste biobrændstof, når det kommer til at producere den mindste mængde sod, et dødeligt biprodukt ved forbrænding.

Sodeksponering er direkte forbundet med luftvejssygdomme, kræft og hjerteproblemer.

Der er mere end 10, 000 potentielle kandidater til biobrændstoffer, sagde Subith Vasu, en lektor i UCF's Institut for Mekanisk og Rumfartsteknik, og som en del af denne undersøgelse, hans forskergruppe fik til opgave at teste fem, som Energiministeriet anser for nogle af de mest lovende.

"Der er en stor indsats inden for Department of Energy og andre agenturer for at producere mere økonomisk, bedre højtydende biobrændstoffer, "Sagde Vasu.

Fundet styrker brugen af ​​ethanol som biobrændstof. Andre biobrændstoffer Vasus team testede omfattede methylacetat, som findes i æbler, druer, bananer og nogle andre frugter, og methyl-furan, som findes naturligt i myrt og hollandsk lavendel.

Ethanol, som er i mest gas solgt i USA, allerede har et ben op på andre biobrændstoffer på grund af den eksisterende infrastruktur til fremstilling, dets anvendelse i nuværende motorer, og dens lave omkostninger. I USA, det er ofte fremstillet af majs.

Samuel Barak, en kandidat fra UCF's Institut for Mekanisk og Luftfartsingeniør ph.d.-program og nu en raket-fremdriftsingeniør ved Boeings rumprogram, var hovedstudentforfatter af undersøgelsen og den primære eksperimentelle.

"Disse biobrændstoffer er fordelagtige, fordi de kommer fra eksisterende råmaterialer, såsom afgrøder, og er kulstofneutrale, "Sagde Barak." Når de bruges, kulstoffet genindføres i atmosfæren. Fossile brændstoffer fjerner derimod lagret underjordisk kulstof og sætter det i vores atmosfære, når det brændes. "

Barak sagde, at på trods af fremskridt, såsom batteridrevne køretøjer, der kører stadig en milliard biler på planeten, og blanding af biobrændstoffer med gas er en måde at få renere emissioner fra denne flåde.

"Det smukke ved dette initiativ er at afgøre, hvilket drop-in-klar biobrændstof der hurtigst muligt kan tilføjes vores brændstofstrømme, der kan øge ydeevnen, reducere kulstofemissioner, og vil have mindst indflydelse på eksisterende systemer, "Sagde Barak.

I første af slagsen eksperimenter, forskerne bestemte mængden af ​​sod produceret af biobrændstofferne ved at udsætte dem for temperaturer omkring 3, 000 grader Fahrenheit i et stødrør, en lang cylindrisk facilitet, der muliggør kontrollerede forbrændingsforsøg. De brugte en laser til at måle sod produceret under testene.

De identificerede også kemiske veje involveret i forbrændingsreaktioner, oplysninger, der kan bruges til yderligere forskning i reduktion af sodproduktion. Data fra deres forskning implementeres allerede i nationale computermodeller af forbrændingsreaktioner.

Undersøgelsen begyndte i 2017 og vil fortsætte gennem 2021, da forskerne fortsat genererer data for at forbedre forbrændingsmodeller. Forskningen er finansieret af U.S. Department of Energy's Office of Energy Efficiency and Renewable Energy.