Vrhunska nanogoriva z ultrazvočno disperzijo
- Ultrazvočna disperzija se uporablja za proizvodnjo nanogoriv ali diesohol, mešanice goriva etanola in dizelskega goriva, ki se izboljša z dodajanjem CNT ali nanodelcev.
- Ultrazvočna moč proizvaja super fine, nanogorivne emulzije in disperzije.
- Ultrazvočno razpršeni nanodelci v gorivih izboljšajo zmogljivost goriva in emisijske lastnosti.
- Ultrazvočni inline dispergatorji so na voljo v industrijskem obsegu za proizvodnjo nanogoriv.
Nanogoriva
Nanogoriva so sestavljena iz mešanice osnovnega goriva (npr. dizelskega goriva, biodizla, mešanic goriv) in nanodelcev. Ti nanodelci delujejo kot hibridni nanokatalizatorji, ki ponujajo veliko reaktivno površino. Ultrazvočna disperzija nano-dodatka bistveno izboljša zmogljivost goriva, kot so zmanjšana zakasnitev vžiga, daljše vzdrževanje plamena in aglomerat vžig ter znatno splošno zmanjšanje emisij.
Nano-velike mešanice goriva in delcev odlikujejo čisto tekoče gorivo glede zmogljivosti goriva z večjo gostoto energije, hitrejšim in lažjim vžigom, izboljšanim katalitičnim učinkom, zmanjšanimi emisijami, hitrejšim izhlapevanjem in hitrostjo gorenja ter izboljšano učinkovitostjo zgorevanja.
Ultrazvočna disperzija nanodelcev v gorivu
Da bi se izognili usedanju nanodelcev v rezervoarju za gorivo, je treba delce sofisticično razpršiti. Ultrazvočni procesorji so močni in zanesljivi razpršilniki, ki so znani po svoji sposobnosti mešanja, deaglomeracije in celo mletja nanodelcev, tako da dobimo stabilno disperzijo z želeno velikostjo delcev.
Hielscherjevi ultrazvočni razpršilniki so dokazano orodje za razprševanje nanocevk in delcev v goriva.
Spodnji seznam vsebuje pregled že preizkušenih nanomaterialov, razpršenih v gorivih:
- CNT – Ogljikove nanocevke
- Ag – Srebro
- Al – aluminij
- Al2O3 – aluminijev oksid
- AlCuOx – aluminijevi bakrovi oksidi
- b – bor
- Ca – kalcij
- CaCO3 – kalcijev karbonat
- Fe – železo
- Cu – Baker
- CuO – bakrov oksid
- Ce – cerij
- Ceo2 – Cerijev oksid
- (Izvršni direktor2)· (ZrO2) – Cerijev cirkonijev oksid
- CO – kobalt
- Mg – magnezij
- Mn – mangan
- TiO2 – titanov dioksid
- ZnO – cinkov oksid
Ultrazvočno monodispergirani cerijev oksid v nanomerilu ponuja visoko katalitično aktivnost zaradi visokega razmerja med površino in prostornino, kar vodi do izboljšane učinkovitosti porabe goriva in zmanjšanja emisij.
Ultrazvočne nanoemulzije
Ultrazvočna tehnologija emulgiranja se uporablja za proizvodnjo stabilnih mešanic etanola v dekanu, etanola v dizelu ali mešanic dizel-biodizel-etanol/bioetanol/bioetanol. Takšne mešanice so idealno osnovno gorivo, ki ga je mogoče v drugem koraku izboljšati z razprševanjem nanodelcev v gorivo.
Ultrazvočna nano-emulzifikacija se uspešno uporablja tudi za proizvodnjo vodnih goriv.
Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o ultrazvočno pripravljenih vodnih gorivih!
Industrijski ultrazvočni sistemi
Ustvarjanje stabilnih emulzij in disperzij zahteva moč, ultrazvok in visoke amplitude. Hielscher Ultrasonics’ Industrijski ultrazvočni procesorji lahko zagotovijo zelo visoke amplitude, kar je pomembno za proizvodnjo nano-velikih emulzij in disperzij. Zato lahko naše industrijske ultrazvočne naprave enostavno zaženete amplitude do 200μm v 24/7 delovanju v težkih pogojih. Za še višje amplitude so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode.
Hielscher ponuja stroškovno učinkovite, zelo robustne ultrazvočne procesorje z majhnim odtisom za namestitev v obratih z omejenim prostorom in zahtevnimi okolji.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
---|---|---|
10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000 |
n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |

Vstavi MPC48 – Hielscherjeva rešitev 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Nanogoriva
Nanogoriva se nanašajo na mešanico goriva in nanodelcev. Z razprševanjem nanoenergetskih delcev v gorivo se fizikalno-kemijske lastnosti goriva spremenijo zaradi njihove funkcionalnosti, disperzivne strukture in kompleksnega medsebojnega delovanja prenosa toplote, pretoka tekočine in interakcij delcev. Zaradi heterogene sestave so lastnosti nanogoriv določene z vrsto osnovnega goriva ter sestavo, velikostjo, obliko, koncentracijo ter fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi nanodelcev. Lastnosti nanogoriv se lahko bistveno razlikujejo od lastnosti osnovnega goriva.
dizel
Dizel je tekoče gorivo, ki se kuri v dizelskih motorjih. Pri dizelskih motorjih se gorivo vžge brez iskre, vendar s stiskanjem mešanice dovodnega zraka in nato vbrizgavanjem dizelskega goriva.
Konvencionalno dizelsko gorivo je specifičen delni destilat naftnega kurilnega olja. V širšem smislu se izraz dizelsko gorivo nanaša na goriva, ki niso pridobljena iz nafte, npr. biodizel, dizelsko gorivo iz biomase v iquid (BTL), plin-tekočina (GTL) ali dizelsko gorivo iz premoga v tekočino (CTL). BTL, GTL in CTL so tako imenovana sintetična dizelska goriva, ki jih je mogoče pridobiti iz katerega koli ogljikovega materiala (npr. biomase, bioplina, zemeljskega plina, premoga itd.). Po uplinjanju surovine v sintezni plin, ki mu sledi čiščenje, se s Fischer-Tropschovo reakcijo pretvori v sintetično dizelsko gorivo. Dizelsko gorivo z zelo nizko vsebnostjo žvepla (ULSD) je standard za dizelsko gorivo, ki vsebuje znatno znižano vsebnost žvepla.
Biodizel
Biodizel je obnovljivo gorivo, ki se proizvaja iz rastlinskih olj, živalskih maščob ali recikliranih masti. Biodizel se lahko uporablja za pogon v dizelskih vozilih in generatorjih. Njegove fizikalne lastnosti so podobne lastnostim naftnega dizelskega goriva, čeprav gori čisteje. Biodizel zmanjšuje emisije nezgorenih ogljikovodikov (UHC), ogljikovega dioksida (CO2), ogljikovega monoksida (CO), žveplovih oksidov in delcev saj – v primerjavi z emisijami, ki nastanejo pri izgorevanju običajnega dizelskega goriva. Emisije dušikovih oksidov (NOx) so lahko višje za biodizel (v primerjavi z dizelskim gorivom). Vendar pa je to mogoče zmanjšati z optimizacijo časa vbrizgavanja goriva.
Proizvodnja biodizla se močno izboljša z ultrazvočno transesterifikacijo. Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o ultrazvočni proizvodnji biodizla!
etanol
Etanolno gorivo je etilni alkohol (C2H5OH), ki se uporablja kot gorivo. Etanolna goriva se večinoma uporabljajo kot pogonsko gorivo – predvsem kot dodatek za biogorivo v bencinu. Danes lahko avtomobile poganjajo s 100% etanolnim gorivom ali s tako imenovanimi fleksibilnimi gorivi, ki so mešanica etanola in bencina. Običajno se proizvaja s fermentacijskim procesom biomase, npr. koruze ali sladkornega trsa. Ker je etanolno gorivo pridobljeno iz obnovljive, trajnostne biomase, se pogosto imenuje bioetanol. Ultrazvok moči lahko bistveno izboljša proizvodnjo bioetanola. Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o ultrazvočni proizvodnji bioetanola!
Etanol je oksigenat v E-dizelskem gorivu. Glavna pomanjkljivost E-dizela je nemešavost etanola v dizelskem gorivu v širokem razponu temperatur. Vendar pa se lahko biodizel uspešno uporablja kot amfifilna površinsko aktivna snov za stabilizacijo etanola in dizelskega goriva. Gorivo etanol-biodizel-dizelsko gorivo (EB-dizelsko) se lahko ultrazvočno zmeša z mikro- ali nano-emulzijo, tako da je EB-dizelsko gorivo stabilno – tudi pri temperaturah pod ničlo in ponuja boljše lastnosti goriva kot običajno dizelsko gorivo.