Un aditivo para combustible convencional compuesto por compuestos orgánicos oxigenados podría ayudar a reducir la liberación de contaminantes a la atmósfera durante la combustión de combustibles fósiles. Los investigadores de KAUST ahora han establecido cómo estos aditivos potenciales se descomponen en condiciones relevantes para la combustión.

La selección de un aditivo adecuado para una mezcla de combustible depende de una buena comprensión de su comportamiento cinético en condiciones de combustión. Debido a su capacidad para arder limpiamente, Los compuestos orgánicos que contienen más del 33% de oxígeno en masa han surgido recientemente como posibles aditivos para mezclas de combustibles convencionales.

Específicamente, carbonato de dietilo (DEC), que comprende el 40,6% de oxígeno en masa, Se espera que facilite la combustión limpia de combustibles diesel. También, gracias a su alto punto de ebullición, puede reducir la volatilidad de los combustibles mezclados, lo cual es deseable en climas cálidos para minimizar la acumulación de vapor que bloquea las líneas de combustible. Sin embargo, su descomposición térmica sigue siendo poco conocida.

Para llenar este vacío de conocimiento, Binod Raj Giri y sus compañeros de trabajo ahora han evaluado los efectos de la presión y la temperatura en la descomposición de DEC. Con colaboradores de la Universidad de Miskolc, Hungría, los investigadores evaluaron la cinética de descomposición de DEC mediante el seguimiento de la evolución de etileno, uno de los productos de reacción, en tiempo real utilizando un láser de gas CO2 sintonizable. "Seleccionamos cuidadosamente la longitud de onda del láser para minimizar las interferencias de otros intermedios de reacción, "dice el estudiante de doctorado, Muhammad AlAbbad, que realizó estos experimentos en la instalación de tubos de choque de baja presión de la Universidad.

Los investigadores combinaron experimentos con cálculos teóricos para "proporcionar una imagen cinética detallada y confiable de la descomposición y sus productos, "dice Giri.

El equipo de Giri había descubierto previamente que el grupo funcional carboxilato tenía un pequeño efecto en la descomposición de ésteres orgánicos llamados propionato de etilo y levulinato de etilo. "Esto nos motivó a averiguar si ocurriría el mismo fenómeno con DEC, que tiene un átomo de oxígeno más en su estructura carbonada que los ésteres, " él dice.

Los investigadores encontraron que el átomo de oxígeno adicional desestabilizaba el carbonato al reducir significativamente la barrera de energía de reacción. aumentando así la reactividad.

Según Giri, Estos hallazgos arrojarán luz sobre la aplicabilidad de los combustibles biodiesel, que constan de varios ésteres metílicos y etílicos, a motores diesel modernos e híbridos de motores. También, ayudarán a aclarar el efecto de mezcla de ésteres y carbonatos con combustibles convencionales.

El equipo de Giri está investigando actualmente las vías de descomposición del carbonato de glicerol, que tiene un contenido de oxígeno más alto que DEC. "Esta molécula podría ser incluso más atractiva que la DEC en lo que respecta a la reducción del hollín y el impacto ambiental, " él añade.