Врхунска нано-горива помоћу ултразвучне дисперзије
- Ултразвучна дисперзија се користи за производњу наногорива или диесохола, мешавине горива етанола и дизела, која се побољшава додавањем ЦНТ-а или наночестица.
- Снажни ултразвук производи супер-фине емулзије и дисперзије нано-горива.
- Ултразвучно дисперговане наночестице у горивима побољшавају перформансе горива и карактеристике емисије.
- Ултразвучни инлине дисперзатори су доступни у индустријском обиму за производњу нано-горива.
Нано-горива
Наногорива се састоје од мешавине основног горива (нпр. дизел, биодизел, мешавине горива) и нано-честица. Те наночестице делују као хибридни нанокатализатори, који нуде велику реактивну површину. Ултразвучна дисперзија нано-адитива доводи до значајног побољшања перформанси горива као што је смањено кашњење паљења, дуже одржавање пламена и паљење агломерата, као и значајна укупна смањења емисије.
Нано-величине мешавине честица горива истичу чисто течно гориво у погледу перформанси горива због веће густине енергије, бржег и лакшег паљења, побољшаног каталитичког ефекта, смањене емисије, бржег испаравања и брзине сагоревања и побољшане ефикасности сагоревања.
Ултразвучна дисперзија наночестица у гориву
Да би се избегло таложење наночестица у резервоару за гориво, честице се морају софистички распршити. Ултразвучни процесори су моћни и поуздани дисперзатори, који су добро познати по свом капацитету мешања, деагломерације и чак млевења наночестица тако да се добија стабилна дисперзија са жељеном величином честица.
Хиелсцхерови ултразвучни дисперзатори су доказани алати за распршивање наноцеви и честица у горива.
Листа у наставку вам даје преглед већ тестираних наноматеријала распршених у горивима:
- ЦНТс – Царбон Нанотубес
- Аг – Сребро
- Ал – алуминијум
- Ал2О3 – алуминијум оксид
- АлЦуОИкс – оксиди алуминијума бакра
- б – бор
- Ца – калцијум
- ЦаЦО3 – калцијум карбонат
- фе – гвожђе
- Цу – Бакар
- ЦуО – бакар оксид
- Це – церијум
- ЦеО2 – церијум оксид
- (извршни директор2)·(ЗрО2) – церијум цирконијум оксид
- ЦО – кобалт
- Мг – магнезијум
- Мн – манган
- ТиО2 – титанијум диоксид
- ЗнО – цинк оксид
7кВ ултразвучни систем протока
Нано-скалиран, ултразвучно моно-диспергован церијум оксид нуди високу каталитичку активност због свог високог односа површине и запремине што доводи до побољшане ефикасности горива и смањене емисије.
Ултразвучне наноемулзије
Технологија ултразвучне емулзификације се користи за производњу стабилних мешавина етанол-у-декану, етанол-у-дизелу или дизел-биодизел-етанол/биоетанол. Такве мешавине су идеално основно гориво, које се у другом кораку може побољшати дисперговањем наночестица у гориву.
Ултразвучна наноемулзификација се такође успешно користи за производњу аква-горива.
Кликните овде да сазнате више о ултразвучно припремљеним аква-горивима!
Ултразвучна производња емулзионих горива
индустријски ултразвучни системи
Генерисање стабилних емулзија и дисперзија захтева ултразвук снаге и велике амплитуде. Хиелсцхер Ултрасоницс’ индустријски ултразвучни процесори могу да испоруче веома велике амплитуде, што је важно за производњу емулзија и дисперзија нано величине. Због тога се наши индустријски ултрасоникатори могу лако користити амплитуде до 200µм у раду 24/7 у тешким условима. За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде.
Хиелсцхер нуди исплативе, веома робусне ултразвучне процесоре са малим отиском за инсталацију у постројењима са ограниченим простором и захтевним окружењима.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000 |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
ИнсертМПЦ48 – Хиелсцхерово решење за врхунске нано-емулзије
Литература / Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Нано-горива
Нано-горива се односе на мешавину горива и нано-честица. Распршивањем наноенергетских честица у гориво, физичко-хемијска својства горива се мењају њиховом функцијом, њиховом дисперзивном структуром и сложеном интеракцијом преноса топлоте, протока флуида и интеракција честица. Због хетерогеног састава, карактеристике наногорива су одређене врстом основног горива као и саставом, величином, обликом, концентрацијом и физичким и хемијским својствима наночестица. Карактеристике наногорива могу се значајно разликовати од карактеристика основног горива.
дизел
Дизел је течно гориво које се сагорева у дизел моторима. У дизел моторима гориво се пали без икакве варнице, већ сабијањем мешавине улазног ваздуха и затим убризгавањем дизел горива.
Конвенционално дизел гориво је специфични фракциони дестилат нафтног мазута. У ширем смислу, термин дизел се односи на горива која нису добијена од нафте, нпр. биодизел, биомаса у течност (БТЛ), гас-течност (ГТЛ) или дизел угаљ-течност (ЦТЛ). БТЛ, ГТЛ и ЦТЛ, су такозвана синтетичка дизел горива, која се могу добити из било ког материјала који садржи угљеник (нпр. биомаса, биогас, природни гас, угаљ, итд.). Након гасификације сировине у синтезни гас, а затим пречишћавања, он се преко Фишер–Тропшове реакције претвара у синтетички дизел. Дизел са ултра-ниским садржајем сумпора (УЛСД) је стандард за дизел гориво које садржи значајно смањен садржај сумпора.
Биодиесел
Биодизел је обновљиво гориво које се производи од биљних уља, животињских масти или рециклираних масти. Биодизел се може користити за рад у дизел возилима и генераторима. Његова физичка својства су слична онима код нафтног дизела, иако чистије гори. Биодизел смањује емисије несагорелих угљоводоника (УХЦ), угљен-диоксида (ЦО2), угљен-моноксида (ЦО), сумпорних оксида и честица чађи – у поређењу са емисијама произведеним сагоревањем конвенционалног дизела. Емисија азотних оксида (НОк) може бити већа за биодизел (у поређењу са дизелом). Међутим, ово се може смањити оптимизацијом времена убризгавања горива.
Производња биодизела је знатно побољшана ултразвучном трансестерификацијом. Кликните овде да сазнате више о производњи ултразвучног биодизела!
етанол
Етанолно гориво је етил алкохол (Ц2Х5ОХ) користи се као гориво. Етанол горива се углавном користе као моторна горива – углавном као адитив за биогориво у бензину. Данас се аутомобили могу покретати користећи 100% етанолно гориво или користећи такозвана флек-горива, која су мешавина етанола и бензина. Обично се производи процесом ферментације биомасе, нпр. кукуруза или шећерне трске. Пошто је етанол гориво добијено из обновљиве, одрживе биомасе, често се назива биоетанол. Снажни ултразвук може значајно побољшати производњу биоетанола. Кликните овде да сазнате више о производњи ултразвучног биоетанола!
Етанол је оксигенат у Е-дизелу. Главни недостатак Е-дизела је немешљивост етанола у дизелу у широком распону температура. Међутим, биодизел се може успешно користити као амфифилни сурфактант за стабилизацију етанола и дизела. Етанол-биодизел-дизел (ЕБ-дизел) гориво се може ултразвучно мешати у микро- или нано-емулзију тако да је ЕБ-дизел стабилан – чак и на температурама испод нуле и нуди супериорна својства горива од обичног дизел горива.