Vedvarende energi kan reducere udstødningsemissioner drastisk

Skift til vedvarende brændstoffer kan reducere udstødningsemissioner af giftige nitrogenoxider (NOx) betydeligt samt bremse de globale drivhusgasemissioner. Forskere ved KAUST har kombineret computeranalyse med laserbaserede NOx-koncentrationsmålinger for at forstå NOx-produktionsveje i forskellige brændstoftyper. Resultaterne kan inspirere til nye måder at afbøde NOx -emissioner, siger forskerne.

Længe før klimaændringerne fokuserede den globale opmærksomhed på køretøjers kulstofemissioner, tilsynsmyndighederne strammede ned på NOx på grund af dets skadelige virkning på luftkvaliteten. "Kontrol af nitrogenoxidemissioner er fortsat en reel udfordring, med stadigt strammere restriktioner på biler, lastbiler, og luftfart, "siger William Roberts, der leder KAUST Clean Combustion Research Center. "Vi ser løbende på nye brændstoffer og forsøger at udvikle kemiske kinetiske mekanismer til at forudsige NOx -dannelse."

I den seneste undersøgelse, Roberts og hans kolleger undersøgte NOx -emissioner fra alkoholbrændstoffer, såsom ethanol. Disse vedvarende brændstoffer har fået opmærksomhed, fordi de potentielt er kulstofneutrale, men de producerer også lavere NOx -emissioner end konventionelle fossile brændstoffer. Nitrogenoxider kan produceres på forskellige måder, som hver dominerer et andet forbrændingstrin, siger Myles Bohon, der bidrog til undersøgelsen under sin ph.d. før han kom til Technische Universität Berlin. "Ved at forstå disse veje og deres relative betydning, det bliver lettere at udvikle NOx -afbødningsteknikker, "Siger Bohon.

Forskerne brugte plan-laser-induceret fluorescens (PLIF) til at måle NOx-produktion i hele flammen, sammenligning af alkoholbrændstoffer med et alkan fossilt brændstofsurrogat. Teknikken hjalp teamet med at differentiere ikke -termiske NOx -produktionsveje, som dominerer tidligt i flammen, fra termiske NOx -produktionsveje, som hovedsagelig forekommer i højtemperaturregionen efter flammen.

"Disse typer af direkte målinger er ret vanskelige at trække ud, "siger Bohon." Men de er vigtige, fordi de direkte viser forskellene i den ikke -termiske NO -dannelse mellem de to brændstofklasser. "Der blev produceret hele 50 procent mindre ikke -termisk NO i alkoholflammerne, observerede forskerne. De udviklede også en algoritme til yderligere at præcisere de specifikke NOx -vejbidragsforskelle mellem alkohol og alkanbrændstoffer.

"Alkoholbrændstoffer har bestemt anvendelser i forbrændingsmotorer, hvor alkoholer - især ethanol - tilsættes benzin, "siger Bohon." Der er et stort potentiale for at bruge brændstofblandinger til at reducere NOx, "tilføjer han.

KAUST -forskere fortsætter med at forfine deres mekanistiske forståelse af NOx -produktion, validering af deres modeller ved hjælp af laserbaseret diagnostik, at forudse, forstå og til sidst afbøde NOx -emissioner, "Siger Roberts.