Vrhunska nano-goriva ultrazvučnom disperzijom
- Ultrazvučna disperzija koristi se za proizvodnju nanogoriva ili diesohola, mješavine goriva etanola i dizela, koja se poboljšava dodatkom CNT ili nanočestica.
- Power ultrasonics proizvodi super-fine, nano-goriva emulzije i disperzije.
- Ultrazvučno raspršene nanočestice u gorivima poboljšavaju učinkovitost goriva i karakteristike emisije.
- Ultrazvučni linijski raspršivači dostupni su u industrijskim razmjerima za proizvodnju nano-goriva.
Nano-goriva
Nanogoriva se sastoje od mješavine osnovnog goriva (npr. dizel, biodizel, mješavine goriva) i nanočestica. Te nanočestice djeluju kao hibridni nanokatalizatori, koji nude veliku reaktivnu površinu. Ultrazvučna disperzija nano-aditiva rezultira u značajnom poboljšanju performansi goriva kao što je smanjeno kašnjenje paljenja, duže održavanje plamena i paljenje aglomerata kao i značajna ukupna smanjenja emisije.
Mješavine goriva i čestica nano veličine ističu se od čistog tekućeg goriva u pogledu performansi goriva većom gustoćom energije, bržim i lakšim paljenjem, poboljšanim katalitičkim učinkom, smanjenom emisijom, bržim isparavanjem i brzinom izgaranja te poboljšanom učinkovitošću izgaranja.
Ultrazvučna disperzija nanočestica u gorivu
Kako bi se izbjeglo taloženje nanočestica u spremniku goriva, čestice se moraju sofistički raspršiti. Ultrazvučni procesori su snažni i pouzdani raspršivači, koji su dobro poznati po svojoj sposobnosti miješanja, deaglomeracije i čak mljevenja nanočestica tako da se dobije stabilna disperzija sa željenom veličinom čestica.
Hielscherovi ultrazvučni raspršivači dokazani su alati za raspršivanje nanocjevčica i čestica u goriva.
Donji popis daje vam pregled već testiranih nanomaterijala raspršenih u gorivima:
- CNTs – Ugljikove nanocijevi
- Ag – Srebro
- Al – aluminij
- Al2O3 – aluminijev oksid
- AlCuOx – aluminij bakreni oksidi
- b – bor
- ca – kalcij
- CaCO3 – kalcijev karbonat
- fe – željezo
- Cu – Bakar
- CuO – bakreni oksid
- Ce – cerij
- Direktor tvrtke2 – cerijev oksid
- (Direktor tvrtke2)·(ZrO2) – cerij cirkonij oksid
- CO – kobalt
- Mg – magnezij
- Mn – mangan
- TiO2 – titanijev dioksid
- ZnO – cinkov oksid
7kW ultrazvučni sustav protoka
Nanorazmjeran, ultrazvučno monodisperziran cerijev oksid nudi visoku katalitičku aktivnost zbog svog visokog omjera površine i volumena što dovodi do poboljšane učinkovitosti goriva i smanjenih emisija.
Ultrazvučne nanoemulzije
Ultrazvučna tehnologija emulgiranja koristi se za proizvodnju stabilnih mješavina etanola u dekanu, etanola u dizelu ili dizel-biodizel-etanol/bioetanol. Takve mješavine su idealno osnovno gorivo, koje se u drugom koraku može poboljšati dispergiranjem nano-čestica u gorivu.
Ultrazvučna nano-emulgacija također se uspješno koristi za proizvodnju aqua-goriva.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučno pripremljenim aqua-gorivima!
Ultrazvučna proizvodnja emulzijskih goriva
industrijski ultrazvučni sustavi
Stvaranje stabilnih emulzija i disperzija zahtijeva snažan ultrazvuk i visoke amplitude. Hielscher ultrazvuk’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude, što je važno za proizvodnju emulzija i disperzija nano veličine. Stoga se naši industrijski ultrazvučni uređaji mogu lako koristiti amplitude do 200µm u radu 24/7 u teškim uvjetima. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.
Hielscher nudi isplative, vrlo robusne ultrazvučne procesore s malom površinom za ugradnju u pogone s ograničenim prostorom i zahtjevnim okruženjima.
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Umetnite MPC48 – Hielscherovo rješenje za vrhunske nano-emulzije
Literatura / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Nano-goriva
Nano-goriva se odnose na mješavinu goriva i nano-čestica. Raspršivanjem nanoenergetskih čestica u gorivu mijenjaju se fizikalno-kemijska svojstva goriva njihovom funkcionalnošću, disperznom strukturom i složenim međudjelovanjem prijenosa topline, protoka fluida i međudjelovanja čestica. Zbog heterogenog sastava karakteristike nanogoriva određene su vrstom osnovnog goriva kao i sastavom, veličinom, oblikom, koncentracijom te fizikalnim i kemijskim svojstvima nanočestica. Karakteristike nanogoriva mogu se značajno razlikovati od karakteristika osnovnog goriva.
dizel
Dizel je tekuće gorivo koje se sagorijeva u dizelskim motorima. U dizelskim motorima gorivo se pali bez iskre, već kompresijom ulazne smjese zraka i zatim ubrizgavanjem dizelskog goriva.
Konvencionalno dizelsko gorivo je specifičan frakcijski destilat loživog ulja. U širem smislu, pojam dizel odnosi se na goriva koja nisu dobivena iz nafte, npr. biodizel, dizel iz biomase u tekućinu (BTL), plin u tekućinu (GTL) ili ugljen u tekućinu (CTL). BTL, GTL i CTL su tzv. sintetička dizelska goriva, koja se mogu dobiti iz bilo kojeg materijala koji sadrži ugljik (npr. biomasa, bioplin, prirodni plin, ugljen itd.). Nakon rasplinjavanja sirovine u sintetski plin nakon čega slijedi pročišćavanje, pretvara se putem Fischer-Tropschove reakcije u sintetski dizel. Dizel s ultra niskim sadržajem sumpora (ULSD) standard je za dizelsko gorivo koje sadrži znatno niži sadržaj sumpora.
Biodizel
Biodizel je obnovljivo gorivo koje se proizvodi od biljnih ulja, životinjskih masti ili recikliranih masti. Biodizel se može koristiti za pogon dizelskih vozila i generatora. Njegova fizikalna svojstva slična su onima naftnog dizela, iako gori čišće. Biodizel smanjuje emisije neizgorenih ugljikovodika (UHC), ugljičnog dioksida (CO2), ugljičnog monoksida (CO), sumpornih oksida i čestica čađe – u usporedbi s emisijama proizvedenim izgaranjem konvencionalnog dizela. Emisija dušikovih oksida (NOx) može biti veća za biodizel (u usporedbi s dizelom). Međutim, to se može smanjiti optimiziranjem vremena ubrizgavanja goriva.
Proizvodnja biodizela uvelike se poboljšava ultrazvučnom transesterifikacijom. Kliknite ovdje da biste saznali više o ultrazvučnoj proizvodnji biodizela!
etanol
Etanolsko gorivo je etilni alkohol (C2H5OH) koristi se kao gorivo. Etanolska goriva se uglavnom koriste kao motorna goriva – uglavnom kao dodatak biogorivu u benzinu. Danas se automobili mogu pokretati gorivom od 100% etanola ili takozvanim flex-gorivima, koja su mješavina etanola i benzina. Obično se proizvodi procesom fermentacije biomase, npr. kukuruza ili šećerne trske. Budući da se etanolsko gorivo dobiva iz obnovljive, održive biomase, često se naziva bioetanol. Snažni ultrazvuk može znatno poboljšati proizvodnju bioetanola. Kliknite ovdje da biste saznali više o ultrazvučnoj proizvodnji bioetanola!
Etanol je oksigenat u E-dizelu. Glavni nedostatak E-dizela je nepomješljivost etanola u dizelu u širokom rasponu temperatura. Međutim, biodizel se može uspješno koristiti kao amfifilni surfaktant za stabilizaciju etanola i dizela. Etanol-biodizel-dizel (EB-dizel) gorivo može se ultrazvučno pomiješati u mikro- ili nano-emulziju tako da je EB-dizel stabilan – čak i na temperaturama ispod nule i nudi superiorna svojstva goriva u odnosu na obično dizelsko gorivo.