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    La investigación produce biocombustibles potenciales para el combustible diésel

    Derek Vardon y Nabila Huq exhiben un contenedor de biomezcla de éter diesel de alto rendimiento fabricado en NREL. Crédito:Dennis Schroeder, NREL

    Los científicos de NREL, junto con colegas de la Universidad de Yale, Laboratorio Nacional Argonne, y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, son parte de la iniciativa Co-Optimization of Fuels &Engines (Co-Optima) del Departamento de Energía. La investigación de Co-Optima se centra en mejorar la economía de combustible y el rendimiento del vehículo, al mismo tiempo que reduce las emisiones.

    "Si nos fijamos en la biomasa, El 30% es oxígeno, "dijo Derek Vardon, ingeniero de investigación senior en NREL y autor correspondiente de un nuevo artículo que detalla el proyecto de investigación Co-Optima. "Si podemos encontrar formas inteligentes de mantenerlo y adaptar cómo se incorpora al combustible, se puede obtener mucho más de la biomasa y mejorar el rendimiento del combustible diésel ". La molécula, 4-butoxiheptano, contiene oxígeno, mientras que el combustible diesel convencional derivado del petróleo está compuesto de hidrocarburos. La presencia de oxígeno reduce significativamente la tendencia intrínseca al hollín del combustible al quemarse.

    El papel, "Producción de biomezclas de éter diésel con ventajas de rendimiento mediante un diseño a priori, "aparece en el diario procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . Los coautores de Vardon de NREL son Nabila Huq como primera autora, con los coautores Xiangchen Huo, Glenn Hafenstine, Stephen Tifft, Jim Stunkel, Earl Christensen, Gina Fioroni, Lisa Fouts, Robert McCormick, Matthew Wiatrowski, María Biddy, Teresa Alleman, Pedro San Juan, y Seonah Kim.

    Los investigadores utilizaron moléculas derivadas del rastrojo de maíz como punto de partida para una serie de posibles combustibles candidatos. De aquí, se basaron en modelos predictivos para determinar qué moléculas serían las mejores para combinar con el diésel tradicional y mejorarlo. Las moléculas fueron preseleccionadas basándose en atributos con implicaciones que van desde la salud y la seguridad hasta el rendimiento.

    "Con el objetivo de desarrollar biocombustibles directos que funcionen con nuestra infraestructura existente, "Vardon dijo, "Hay muchas reglas y regulaciones que un combustible tiene que cumplir. Eso elimina muchas moléculas prometedoras porque pueden ser excelentes en ciertas propiedades pero fallar en otras. Mientras estamos haciendo este proceso, empezó a quedar claro qué moléculas podrían ser combustibles exitosos ".

    La intención es mezclar la molécula de 4-butoxiheptano en combustible diesel en una mezcla de 20% -30%. Los resultados iniciales sugieren el potencial para mejorar la calidad de la ignición, reducir el hollín, y mejorar la economía de combustible del diesel base en estos niveles de mezcla.

    Se necesita más investigación, Huq dijo:incluyendo probar la biomezcla en un motor real y producir el combustible en un proceso integrado directamente a partir de biomasa.

    "Ese primer paso fue simplemente ver qué podía llegar a la cima en cuanto a propiedades del combustible, ", dijo." Entonces estaba preguntando, ¿Podemos hacer alguno de estos? La molécula que parecía más prometedora fue el 4-butoxiheptano, y pudimos producirlo y caracterizarlo con éxito ". La molécula no coincidía exactamente con las propiedades del combustible predichas, pero se acercó lo suficiente para cumplir con las mejoras de rendimiento deseadas.

    Un análisis económico y del ciclo de vida reveló que el combustible oxigenado podría ser competitivo en costos con el diesel de petróleo y resultar en reducciones significativas de gases de efecto invernadero si el proceso también produce un coproducto de alto valor como el ácido adípico. que se utiliza en la fabricación de nailon.


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