Bu Araştırma Dizel Yakıt için Potansiyel Biyo-Hammadde Üretiyor
Fotoğraf: Derek Vardon ve Nabila Huq NREL’de üretilen yüksek performanslı eter dizel biyo-hammadde kabını gösteriyor. (Kaynak: Dennis Schroeder, NREL)
NREL bilim insanları Yale Üniversitesi’nden, Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndan ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndan meslektaşlarıyla birlikte Department of Energy’s Co-Optimization of Fuels & Engines (Co-Optima) girişiminin bir parçasıdır. Optima’nın araştırması yakıt ekonomisini ve araç performansını iyileştirirken emisyonları azaltmayı amaçlıyor.
NREL’in araştırmacı mühendislerinden ve Co – Optima projesini detaylandıran makalenin yazarı Derek Vardon, “Biyokütleye baktığınızda bunun %30’u oksijendir” dedi. “Yakıt teknolojisinin etrafında tutmanın akıllıca yollarını bulup nasıl kullanıldığını özelleştirebilirsek biyokütleden çok daha fazlasını elde edebiliriz ve dizel yakıtların performansını artırabiliriz.”
4-bütoksiheptan molekülü oksijen içerirken geleneksel petrol türevi dizel yakıtlar hidrokarbonlardan oluşur. Oksijenin varlığı yakıtın yanma konusundaki içsel yumuşama eğilimini önemli ölçüde azaltır.
Bu çalışma “Performance-advantaged ether diesel bioblendstock production by a priori design” başlığıyla Ulusal Bilimler Akademisi’nin kitabında yer almaktadır. Nabila Huq, Xiangchen Huo, Glenn Hafenstine, Stephen Tifft, Jim Stunkel, Earl Christensen, Gina Fioroni, Lisa Fouts, Robert McCormick, Matthew Wiatrowski, Mary Biddy, Teresa Alleman, Peter St. John, and Seonah Kim araştırmanın baş yazarlarındandır ve Vardon’un NREL’den meslektaşlarıdır.
Araştırmacılar bir dizi potansiyel yakıt adayı için başlangıç noktası olarak mısırdan türetilmiş molekülleri kullandılar. Burada, geleneksel dizel ile moleküllerin harmanlanması ve geliştirilmesi için hangi moleküllerin daha iyi olacağını belirlemeyi amaçladılar ve öngörülü modellere güvendiler. Bu moleküller sağlık ve güvenliği performansa yansıtan sonuçlara sahip özelliklere dayanarak önceden taranmıştır.
Vardon, “Mevcut altyapımızla çalışan biyoyakıtlar üretmek amacıyla yakıtın karşılaması gereken çok fazla düzenleme ve kural var. Bu durum umut vaat eden molekülleri ortadan kaldırıyor çünkü bazı özelliklerde harikayken diğerlerinde başarısızlar. Bu işlem sırasında hangi moleküllerin başarılı yakıtlar olabileceği netlik kazanmaya başladı” dedi.
Amaç 4-bütoksiheptan molekülünü %20-%30’luk bir karışımda dizel yakıta harmanlamaktır. İlk sonuçlar ateşleme kalitesini geliştirmeyi, kurumlamayı azaltmayı ve yakıt ekonomisini geliştirme potansiyelini ortaya koymaktadır.
Huq, biyo-hammadde karışımının gerçek bir motorda test edilmesi ve direkt biyokütleden entegre ederek yakıt üretilmesi için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu söyledi.
“En umut verici görünen molekül 4-bütoksiheptandı ve başarılı bir şekilde üreterek karakterize edebildik” diye ekledi. Molekül tahmin edilen yakıt özellikleriyle tam olarak eşleşmedi ancak istenilen performans iyileştirmelerini karşılamaya yaklaştı.
Ekonomik ve yaşam döngüsü analizi oksijen içeren yakıtların petrol içeren dizellerle maliyet açısından rekabetçi olabileceğini ve naylon üretiminde kullanılan adipik asitin yüksek oranda yan ürün olarak verilmesi durumunda sera gazlarını azaltabileceğini ortaya koydu.
Kaynak: phys.org
