Kiváló nano-üzemanyagok ultrahangos diszperzióval
- Az ultrahangos diszperziót nanoüzemanyagok vagy diesohol, etanol és dízel üzemanyag-keverékének előállítására használják, amelyet CNT-k vagy nanorészecskék hozzáadásával javítanak.
- A teljesítmény ultrahang szuperfinom, nano-üzemanyag emulziókat és diszperziókat állít elő.
- Az üzemanyagokban ultrahanggal diszpergált nanorészecskék javítják az üzemanyag-teljesítményt és a kibocsátási jellemzőket.
- Az ultrahangos inline diszpergálószerek ipari méretekben állnak rendelkezésre nano-üzemanyagok előállításához.
Nano-üzemanyagok
A nanoüzemanyagok egy alapüzemanyag (pl. dízel, biodízel, üzemanyag-keverékek) és nanorészecskék keverékéből állnak. Ezek a nanorészecskék hibrid nanokatalizátorokként működnek, amelyek nagy reaktív felületet kínálnak. A nano-adalékanyag ultrahangos diszperziója jelentősen javítja az üzemanyag-teljesítményt, mint például a csökkentett gyújtási késleltetés, a hosszabb lángállóság és az agglomerátum gyújtás, valamint a kibocsátás jelentős általános csökkenése.
A nanoméretű üzemanyag-részecske keverékek nagyobb energiasűrűséggel, gyorsabb és könnyebb gyújtással, fokozott katalitikus hatással, csökkentett kibocsátással, gyorsabb párolgási és égési sebességgel, valamint jobb égési hatékonysággal tűnnek ki a tiszta folyékony üzemanyagok közül.
A nanorészecskék ultrahangos diszperziója üzemanyagban
A nanorészecskék üzemanyagtartályban való ülepedésének elkerülése érdekében a részecskéket kifinomultan kell diszpergálni. Az ultrahangos processzorok erőteljes és megbízható diszpergálószerek, amelyek jól ismertek a nanorészecskék keverésére, deagglomerálására és akár őrlésére is, hogy stabil diszperziót kapjanak a kívánt részecskemérettel.
A Hielscher ultrahangos diszpergálói bizonyított eszközök a nanocsövek és részecskék üzemanyagokba történő diszpergálására.
Az alábbi lista áttekintést nyújt az üzemanyagokban diszpergált, már tesztelt nanoanyagokról:
- CNT-k – Szén nanocsövek
- Ag – Ezüst
- Al – alumínium
- Al2O3 – alumínium-oxid
- AlCuOx – alumínium-réz-oxidok
- b – bór
- Hitelesítésszolgáltató – kalcium
- CaCO3 – kalcium-karbonát
- Fe – vas
- Cu – Réz
- CuO – réz-oxid
- Ce – cérium
- Vezérigazgató2 – cérium-oxid
- (CeO2)· (ZrO2) – cérium-cirkónium-oxid
- CO – kobalt
- Mg – magnézium
- Mn – mangán
- TiO2 – titán-dioxid
- ZnO – cink-oxid
7kW ultrahangos áramlási rendszer
A nanoméretű, ultrahanggal mono-diszpergált cérium-oxid magas katalitikus aktivitást kínál magas felület-térfogat aránya miatt, ami jobb üzemanyag-hatékonyságot és alacsonyabb kibocsátást eredményez.
Ultrahangos nanoemulziók
Az ultrahangos emulgeálási technológiát stabil etanol-dekán, etanol-dízelben vagy dízel-biodízel-etanol / bioetanol keverékek előállítására használják. Az ilyen keverékek ideális alapüzemanyagok, amelyek második lépésben javíthatók a nanorészecskék üzemanyagba történő diszpergálásával.
Az ultrahangos nano-emulgeálást sikeresen használják aqua-üzemanyagok előállítására is.
Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni az ultrahanggal elkészített aqua-üzemanyagokról!
Emulziós üzemanyagok ultrahangos előállítása
ipari ultrahangos rendszerek
A stabil emulziók és diszperziók előállításához erős ultrahang és nagy amplitúdó szükséges. Hielscher Ultrasonics’ Az ipari ultrahangos processzorok nagyon nagy amplitúdókat tudnak szállítani, ami fontos a nanoméretű emulziók és diszperziók előállításához. Ezért ipari ultrahangos készülékeink könnyen működtethetők amplitúdók akár 200μm-ig 24/7 üzemben, nagy igénybevételnek kitett körülmények között. Még nagyobb amplitúdók esetén testreszabott ultrahangos sonotrodes áll rendelkezésre.
A Hielscher költséghatékony, rendkívül robusztus ultrahangos processzorokat kínál, amelyek kis lábnyommal rendelkeznek a korlátozott helyű és igényes környezetű üzemekbe történő telepítéshez.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000 |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
BeszúrásMPC48 – Hielscher megoldása kiváló nano-emulziókhoz
Irodalom / Hivatkozások
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Nano-üzemanyagok
A nanoüzemanyagok üzemanyag és nanorészecskék keverékét jelentik. A nanoenergetikai részecskék üzemanyagba történő diszpergálásával az üzemanyag fizikai-kémiai tulajdonságait funkciójuk, diszperzív szerkezetük, valamint a hőátadás, a folyadékáramlás és a részecskék kölcsönhatásának összetett kölcsönhatása változtatja meg. A heterogén összetétel miatt a nanoüzemanyag jellemzőit az alapüzemanyag típusa, valamint a nanorészecskék összetétele, mérete, alakja, koncentrációja, valamint fizikai és kémiai tulajdonságai határozzák meg. A nanoüzemanyag jellemzői jelentősen eltérhetnek az alapüzemanyag jellemzőitől.
dízel
A dízel folyékony üzemanyag, amelyet dízelmotorokban égetnek el. Dízelmotorokban az üzemanyagot szikra nélkül gyújtják meg, hanem a beszívott levegő keverékének összenyomásával, majd a dízel üzemanyag befecskendezésével.
A hagyományos dízelüzemanyag a kőolaj-fűtőolaj specifikus frakcionált desztillátuma. Tágabb értelemben a dízel kifejezés nem kőolajból származó üzemanyagokra utal, például biodízel, biomassza-iquid (BTL), gáz-folyadék (GTL) vagy szén-folyadék (CTL) dízel. A BTL, GTL és CTL úgynevezett szintetikus dízelüzemanyagok, amelyek bármilyen széntartalmú anyagból (pl. biomassza, biogáz, földgáz, szén stb.) származhatnak. A nyersanyag szintézisgázzá történő gázosítása, majd tisztítása után Fischer–Tropsch-reakcióval szintetikus dízellé alakítják. Az ultra-alacsony kéntartalmú dízel (ULSD) a dízelüzemanyag szabványa, amely jelentősen csökkentett kéntartalmat tartalmaz.
Biodízel
A biodízel megújuló üzemanyag, amelyet növényi olajokból, állati zsírokból vagy újrahasznosított zsírokból állítanak elő. A biodízel dízelüzemű járművekben és generátorokban használható. Fizikai tulajdonságai hasonlóak a kőolaj-dízeléhez, bár tisztábban ég. A biodízel csökkenti az el nem égett szénhidrogének (UHC), a szén-dioxid (CO2), a szén-monoxid (CO), a kén-oxidok és a koromrészecskék kibocsátását – összehasonlítva a hagyományos dízel elégetésével keletkező kibocsátásokkal. A nitrogén-oxidok (NOx) kibocsátása a biodízel esetében magasabb lehet (a dízelhez képest). Ez azonban csökkenthető az üzemanyag-befecskendezés időzítésének optimalizálásával.
A biodízel-termelést jelentősen javítja az ultrahangos átészterezés. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni az ultrahangos biodízel gyártásáról!
etanol
Az etanol üzemanyag etil-alkohol (C2H5OH) üzemanyagként használják. Az etanol üzemanyagokat többnyire üzemanyagként használják – főleg bioüzemanyag-adalékként benzinben. Ma az autók 100% etanol üzemanyaggal vagy úgynevezett rugalmas üzemanyagokkal üzemeltethetők, amelyek etanol és benzin keverékei. Általában biomassza, pl. kukorica vagy cukornád erjesztési folyamatával állítják elő. Mivel az etanol üzemanyag megújuló, fenntartható biomasszából származik, gyakran bioetanolnak nevezik. A teljesítmény ultrahang jelentősen javíthatja a bioetanol termelését. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni az ultrahangos bioetanol gyártásáról!
Az etanol az E-dízel oxigenátja. Az E-dízel fő hátránya, hogy az etanol nem keverhető el a dízelben széles hőmérséklet-tartományban. A biodízel azonban sikeresen használható amfifil felületaktív anyagként az etanol és a dízel stabilizálására. Az etanol - biodízel - dízel (EB-dízel) üzemanyag ultrahanggal keverhető mikro- vagy nanoemulzióhoz, hogy az EB-dízel stabil legyen – még nulla fok alatti hőmérsékleten is, és kiváló üzemanyag-tulajdonságokkal rendelkezik, mint a hagyományos dízel üzemanyag.