Βελτίωση των χαρακτηριστικών της καύσης ανανεώσιμων καυσίμων
Η θερμότητα που προέρχεται από την οξείδωση των υδρογονανθράκων, η οποία αναγνωρίζεται από την καύση είναι μια κύρια πηγή ενέργειας που ευθύνεται για σχεδόν το 98% της συνολικής ενέργειας παγκοσμίως. Οι επικρατέστεροι τύποι των καυσίμων που χρησιμοποιούνται στην καύση για την παραγωγή ενέργειας ήταν οι υδρογονάνθρακες που εξάγονται από το κέλυφος της γης.
Τα καύσιμα υδρογονανθράκων στην καύση παράγουν μια ποικιλία από ρύπους, συμπεριλαμβανομένων των αερίων του θερμοκηπίου όπως (CO2 ) και επιβλαβή αέρια όπως (NOX και CO, SOX ). Τα μειονεκτήματα της χρήσης υδρογονανθράκων επισκιάζουν πλέον τα πλεονεκτήματά τους, αναγκάζοντας τον άνθρωπο να βρει έναν αντικαταστάτη για αυτούς τους παραγωγούς ενέργειας που είναι καθαροί, ανανεώσιμοι και προσβάσιμοι παντού. Τα ανανεώσιμα καύσιμα, όπως οι αλκοόλες και το βιοντίζελ, θεωρήθηκαν ως υποκατάστατα καύσιμα για το σκοπό αυτό, ειδικά μετά την ενεργειακή κρίση της δεκαετίας του 1970, όταν η ανάγκη για καύσιμα έγινε περισσότερο αισθητή από πριν.
Αν και η χρήση ανανεώσιμων καυσίμων που εξάγονται από ζωντανά είδη δεν παρουσίαζε τα κύρια προβλήματα που σχετίζονται με τα ορυκτά καύσιμα, δεν είναι εντελώς καλοήθη και αλάνθαστα. Η ποιότητα της καύσης με αυτά τα καύσιμα είναι σε κάποιο βαθμό κατώτερη από τα συμβατικά αντίστοιχά τους (δηλαδή τα ορυκτά καύσιμα). Ως εκ τούτου, η βελτίωση της ποιότητας καύσης των ανανεώσιμων καυσίμων θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ώστε να υπάρχουν καθαρά καύσιμα που δεν είναι μόνο καλοήθη και χωρίς ρύπανση, αλλά παρέχουν επίσης χαρακτηριστικά καύσης στο ίδιο επίπεδο των ορυκτών καυσίμων.
Για το σκοπό αυτό, εξετάζονται και χρησιμοποιούνται στρατηγικές επεξεργασίας πριν, in situ και μετά την καύση. Στο πλαίσιο αυτών των στρατηγικών, η επεξεργασία πριν από την καύση έχει αναδειχθεί ως η πιο αποτελεσματική πρωτοβουλία, καθώς δεν έχει μόνο τα πλεονεκτήματα της επεξεργασίας επί τόπου και μετά την καύση, αλλά παρέχει επίσης έναν βαθμό ελευθερίας για τον χειρισμό των καυσίμων από την άποψη της ιδιότητες εκτός από αυτές που εξαρτώνται από την καύση. Τα πρόσθετα πριν από την καύση, για παράδειγμα, δεν θα μπορούσαν μόνο να βελτιώσουν τα χαρακτηριστικά καύσης των βιοκαυσίμων, αλλά μπορούν επίσης να αυξήσουν τις ψυχρές ιδιότητες (φτωχά και σημεία νέφους) των καυσίμων, καθιστώντας τα ικανά να αντέχουν στις σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες και να είναι αποτελεσματικά χρησιμοποιείται στις κρύες εποχές.
Συμβατικά η χρήση μετάλλου, οξυγονωμένων, κατασταλτικών και κεριού Διασκορπιστικά, προαγωγείς ανάφλεξης και φυτικά έλαια χρησιμοποιήθηκαν ως πρόσθετα για την επεξεργασία καύσης των καυσίμων. Τα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της ποιότητας της καύσης ονομάζονται «Fuel Borne Catalyst» (FBC). Μεταλλικά FBC όπως Fe, Mg και Zn θα μπορούσαν να σχηματίσουν ρίζες υψηλού σθένους κατά τη διάρκεια της καύσης, σχηματίζοντας έτσι κατάλληλες θέσεις οξείδωσης για την καύση καυσίμων. Δρουν ως κατασταλτικά του καπνού και βελτιωτικά κετανίου. Μερικά από τα μέταλλα όπως το Wolfram θα μπορούσαν να παίξουν το ρόλο των αναγωγικών παραγόντων, αποκλείοντας το σχηματισμό αέριων ρύπων κατά την καύση. Ο συνδυασμός μετάλλων με αυτές τις ιδιότητες θα μπορούσε να βελτιώσει την ποιότητα της καύσης, παρέχοντας οφέλη στη λειτουργία του συστήματος καύσης.
Σύμφωνα με την εκτίμηση του παγκόσμιου οργανισμού εμπορίου το 2004, οι συναλλαγές που γίνονται για καύσιμα ευθύνονται για το μερίδιο περίπου 11,1% του συνόλου των συναλλαγών παγκοσμίως. Λόγω αυτού του αξιοσημείωτου πολύ σημαντικού ρόλου των καυσίμων, οι άνθρωποι προσπαθούν πάντα να βελτιώσουν και να βελτιστοποιήσουν τη χρήση του καυσίμου. Τα αποτελέσματα της μελέτης μας καταδεικνύουν ότι η χρήση FBC οδηγεί σε αξιοσημείωτες βελτιώσεις στην ποιότητα της καύσης και επίσης στην εξοικονόμηση των ανανεώσιμων καυσίμων στα συστήματα καύσης. Η εξοικονόμηση μπορεί να επιτευχθεί από δύο επιρροές του FBC στην καύση. Πρώτον, το FBC μπορεί να βελτιώσει την καύση και να μειώσει τη χρήση καυσίμων στα συστήματα καύσης. Δεύτερον, το FBC μπορεί να περιορίσει τον σχηματισμό ρύπων, μειώνοντας έτσι το εξωτερικό κόστος (δηλαδή, θα πρέπει να καταβληθεί ένα χρηματικό ποσό για την καταστροφή του περιβάλλοντος).
Οι υποψήφιοι ερευνητές πρόκειται να βελτιώσουν την ποιότητα της καύσης των βιοκαυσίμων και να σχεδιάσουν νέα πρόσθετα για να βελτιώσουν μια άλλη πτυχή των βιοκαυσίμων. Ποιότητες όπως τα φτωχά σημεία και τα σημεία νέφους, η πυκνότητα και το ελαφρώς υψηλότερο ιξώδες των βιοκαυσίμων εξακολουθούν να είναι προβληματικές, εμποδίζοντας την αντικατάσταση αυτών των καυσίμων με συμβατικά καύσιμα. Οι μελλοντικές μας προοπτικές στρέφονται προς τους καταλύτες σχεδιασμού ότι δεν είναι μόνο σε θέση να βελτιώσει την ποιότητα καύσης των ανανεώσιμων καυσίμων, αλλά και να βελτιώσει τις ιδιότητες αυτών των καυσίμων.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Μικτό τροποποιημένο Fe2O3-WO3 ως νέος καταλύτης καυσίμου (FBC) για το καύσιμο βιοντίζελ, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Energy . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Bahamin Bazooyar, Seyyed Yaghoob Hosseini, Solat Moradi Ghoje Begloo και Ahmad Shariati από το Petroleum University of Technology και Seyed Hassan Hashemabadi και Fariborz Shaahmadi από το Ιρανικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας
