ננו-דלקים מעולים על ידי פיזור קולי
- פיזור קולי משמש לייצור ננו-דלקים או דיזוהול, תערובת דלק של אתנול ודיזל, אשר משופרת על ידי תוספת של CNT או ננו-חלקיקים.
- אולטרסאונד חשמלי מייצר תחליבים ופיזורים עדינים במיוחד, ננו-דלק.
- ננו-חלקיקים בפיזור אולטרה-סאונד בדלקים משפרים את ביצועי הדלק ואת מאפייני הפליטה.
- מפיצים מוטבעים קוליים זמינים בקנה מידה תעשייתי לייצור ננו-דלקים.
ננו-דלקים
ננו-דלקים מורכבים מתערובת של דלק בסיס (למשל סולר, ביודיזל, תערובות דלק) וננו-חלקיקים. ננו-חלקיקים אלה פועלים כננו-זרזים היברידיים, המציעים שטח פנים תגובתי גדול. הפיזור העל-קולי של הננו-תוסף מביא לשיפור משמעותי בביצועי הדלק כגון עיכוב הצתה מופחת, אספקת להבה ארוכה יותר והצתת אגרולומרט וכן הפחתה כוללת משמעותית בפליטה.
תערובות חלקיקי דלק בגודל ננומטרי מצטיינות בדלק נוזלי טהור מבחינת ביצועי דלק על ידי צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, הצתה מהירה וקלה יותר, אפקט קטליטי משופר, פליטה מופחתת, אידוי וקצב שריפה מהירים יותר ויעילות בעירה משופרת.
פיזור על-קולי של ננו-חלקיקים בדלק
כדי למנוע שקיעה של ננו-חלקיקים במיכל הדלק, יש לפזר את החלקיקים באופן סופי. מעבדים קוליים הם מפיצים חזקים ואמינים, אשר ידועים ביכולתם לערבב, deagglomerate ואפילו לטחון ננו-חלקיקים, כך פיזור יציב עם גודל החלקיקים הרצוי מתקבל.
Hielscher’s ultrasonic dispersers are proven tools to disperse nanotubes and particles into fuels.
הרשימה הבאה נותנת לך סקירה כללית על ננו-חומרים שכבר נבדקו ומפוזרים בדלקים:
- CNT – ננו-צינוריות פחמן
- אג – כסף
- אל – אלומיניום
- אל2O3 – תחמוצת אלומיניום
- AlCuOx – תחמוצות נחושת אלומיניום
- b – בורון
- Ca – סידן
- קאקו3 – סידן פחמתי
- פ – ברזל
- Cu – נחושת
- קאו – תחמוצת נחושת
- Ce – סריום
- מנכ ל2 – תחמוצת צריום
- (מנכ"ל2)· (זר"ו2) – צריום זירקוניום אוקסיד
- כו – קובלט
- מ"ג – מגנזיום
- מ"נ – מנגן
- טיו2 – טיטניום דו-חמצני
- ZnO – תחמוצת אבץ
מערכת זרימה קולית 7kW
תחמוצת צריום חד-מפוזרת, אולטרה-סונית, בקנה מידה ננומטרי, מציעה פעילות קטליטית גבוהה הודות ליחס פני השטח לנפח הגבוה שלה, המוביל לשיפור יעילות צריכת הדלק ולהפחתת פליטת מזהמים.
ננו-תחליבים על-קוליים
טכנולוגיית תחליב על-קולי משמשת לייצור תערובות יציבות של אתנול-אין-דקאן, אתנול-אין-דיזל או דיזל-ביודיזל-אתנול/ביואתנול. תערובות כאלה הן דלק בסיס אידיאלי, אשר ניתן לשפר בשלב שני על ידי פיזור ננו-חלקיקים לתוך הדלק.
ננו-תחליב על-קולי משמש בהצלחה גם לייצור דלקי מים.
לחצו כאן כדי ללמוד עוד על דלקי מים מוכנים באולטרסאונד!
ייצור קולי של דלקי תחליב
מערכות אולטראסוניות תעשייתיות
יצירת תחליבים ופיזורים יציבים דורשת אולטרסאונד כוח ומשרעת גבוהה. Hielscher Ultrasonics’ מעבדים קוליים תעשייתיים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד, אשר חשוב לייצר תחליבים בגודל ננומטרי ופיזור. לכן, ניתן להפעיל בקלות את האולטרסאונד התעשייתי שלנו ב אמפליטודות של עד 200 מיקרומטר בפעולה 24/7 בתנאים כבדים. עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים.
Hielscher מציעה חסכוני, מעבדים קוליים חזקים מאוד עם טביעת רגל קטנה עבור ההתקנה בצמחים עם שטח מוגבל וסביבות תובעניות.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000 |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
InsertMPC48 – Hielscher’s solution for superior nano-emulsions
ספרות? מקורות
- Asako, Yutaka & Mohamed, S.; Muhammad, Nura & Aziz, Arif; Yusof, Siti Nurul Akmal; Che Sidik, Nor Azwadi (2021): A comprehensive review of the influences of nanoparticles as a fuel additive in an internal combustion engine (ICE). Nanotechnology Reviews 9,2021. 1326-1349.
- D’Silva, R.; Vinoothan, K.; Binu, K.G.; Thirumaleshwara, B.; Raju, K. (2016): Effect of Titanium Dioxide and Calcium Carbonate Nanoadditives on the Performance and Emission Characteristics of C.I. Engine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 6(5A), 2016. 28-31.
- Ghanbari, M.; Najafi, G.; Ghobadian, B.; Mamat, R.; Noor, M.M.; Moosavian, A. (2015): Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict CI engine parameters fueled with nano-particles additive to diesel fuel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 100, 2015.
- Heydari-Maleney, K.; Taghizadeh-Alisaraei, A.; Ghobadian, B.; Abbaszadeh-Mayvan, A. (2017): Analyzing and evaluation of carbon nanotubes additives to diesohol-B2 fuels on performance and emission of diesel engines. Fuel 196, 2017. 110–123.
- Raj, N.M.; Gajendiran, M.; Pitchandi, K.; Nallusamy, N. (2016): Investigation on aluminium oxide nano particles blended diesel fuel combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 8(3), 2016. 246-257.
עובדות שכדאי לדעת
ננו-דלקים
ננו-דלקים מתייחסים לתערובת של דלק וננו-חלקיקים. על ידי פיזור חלקיקים ננו-אנרגטיים לתוך הדלק, התכונות הפיזיקליות-כימיות של הדלק משתנות על ידי תפקודם, מבנה הפיזור שלהם, ויחסי הגומלין המורכבים של העברת חום, זרימת נוזלים ואינטראקציות חלקיקים. בשל ההרכב ההטרוגני, מאפייני הננו-דלק נקבעים על ידי סוג דלק הבסיס וכן על ידי הרכב, גודל, צורה, ריכוז ותכונות פיזיקליות וכימיות של ננו-חלקיקים. מאפייני הננו-דלק יכולים להיות שונים באופן משמעותי ממאפייני דלק הבסיס.
סולר
סולר הוא דלק נוזלי שנשרף במנועי דיזל. במנועי דיזל, הדלק מוצת ללא כל ניצוץ, אלא על ידי דחיסת תערובת האוויר הנכנס ולאחר מכן הזרקת הסולר.
סולר קונבנציונאלי הוא תזקיק חלקי ספציפי של מזוט נפט. במובן רחב יותר, המונח דיזל מתייחס לדלקים שאינם מופקים מנפט, למשל ביודיזל, ביומסה לדיונון (BTL), גז לנוזל (GTL) או סולר פחם לנוזל (CTL). BTL, GTL ו-CTL הם מה שנקרא סולר סינתטי, שניתן להפיק מכל חומר פחמני (למשל ביומסה, ביוגז, גז טבעי, פחם וכו'). לאחר גזיפיקציה של חומר הגלם לגז סינתזה ואחריו טיהור, הוא מומר באמצעות תגובת פישר-טרופש לדיזל סינתטי. סולר דל גופרית במיוחד (ULSD) הוא תקן לסולר המכיל תכולת גופרית נמוכה משמעותית.
ביודיזל
ביודיזל הוא דלק מתחדש המופק משמנים צמחיים, שומנים מן החי או שומנים ממוחזרים. ביודיזל יכול לשמש להפעלה ברכבי דיזל וגנרטורים. תכונותיו הפיזיות דומות לאלה של סולר נפט, אם כי הוא נשרף נקי יותר. ביודיזל מפחית את הפליטות של פחמימנים לא שרופים (UHC), פחמן דו חמצני (CO2), פחמן חד חמצני (CO), תחמוצות גופרית וחלקיקי פיח – בהשוואה לפליטות הנוצרות על ידי שריפת דיזל קונבנציונאלי. פליטת תחמוצות חנקן (NOx) יכולה להיות גבוהה יותר עבור ביודיזל (בהשוואה לדיזל). עם זאת, ניתן להפחית זאת על ידי אופטימיזציה של תזמון הזרקת הדלק.
ייצור ביודיזל משופר מאוד על ידי transesterification קולי. לחץ כאן כדי ללמוד עוד על ייצור ביודיזל קולי!
אתנול
דלק אתנול הוא אלכוהול אתילי (C2H5OH) המשמש כדלק. דלקי אתנול משמשים בעיקר כדלקים מוטוריים – בעיקר כתוסף דלק ביולוגי בבנזין. כיום, ניתן להפעיל מכוניות באמצעות 100% דלק אתנול או באמצעות מה שנקרא דלקים גמישים, שהם תערובת של אתנול ובנזין. הוא מיוצר בדרך כלל בתהליך תסיסה של ביומסה, למשל תירס או קנה סוכר. מכיוון שדלק אתנול מופק מביומסה מתחדשת ובת קיימא, הוא נקרא לעתים קרובות ביואתנול. אולטרסאונד כוח יכול לשפר את הייצור של ביואתנול באופן משמעותי. לחץ כאן כדי ללמוד עוד על ייצור ביואתנול קולי!
אתנול הוא החמצן ב-E-דיזל. החיסרון העיקרי של E-דיזל הוא חוסר הבהירות של אתנול בדיזל בטווח רחב של טמפרטורות. עם זאת, ביודיזל יכול לשמש בהצלחה כחומר פעילי שטח אמפיפיל לייצוב אתנול ודיזל. ניתן לערבב דלק אתנול-ביודיזל-דיזל (EB-דיזל) באופן אולטרה-סאונד למיקרו-תחליב או ננו-תחליב כך שה-EB-דיזל יהיה יציב – אפילו בטמפרטורות מתחת לאפס ומציע תכונות דלק מעולות על סולר רגיל.