Renováveis ​​poderiam reduzir drasticamente as emissões de escapamento

The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy (Julho 2019).

Anonim

Mudar para combustíveis renováveis ​​pode reduzir significativamente as emissões de gases tóxicos de nitrogênio (NOx), além de reduzir as emissões globais de gases de efeito estufa. Pesquisadores da KAUST combinaram análises computadorizadas com medições de concentração de NOx baseadas em laser para entender os caminhos de produção de NOx em diferentes tipos de combustível. Os resultados podem inspirar novas formas de mitigar as emissões de NOx, dizem os pesquisadores.

Muito antes de a mudança climática concentrar a atenção global nas emissões de carbono dos veículos, os reguladores estavam reprimindo o NOx por causa de seu efeito prejudicial na qualidade do ar. "O controle das emissões de óxido de nitrogênio continua a ser um desafio real, com restrições cada vez maiores em automóveis, caminhões e aviação", diz William Roberts, que dirige o Centro de Pesquisa em Combustão Limpa da KAUST. "Estamos continuamente buscando combustíveis emergentes e tentando desenvolver mecanismos cinéticos químicos para prever a formação de NOx".

No último estudo, Roberts e seus colegas examinaram as emissões de NOx de combustíveis alcoólicos, como o etanol. Esses combustíveis renováveis ​​ganharam atenção porque são potencialmente neutros em carbono, mas também produzem menos emissões de NOx do que os combustíveis fósseis convencionais. Os óxidos de nitrogênio podem ser produzidos por vários caminhos, cada um dos quais domina um estágio diferente de combustão, diz Myles Bohon, que contribuiu para o estudo durante seu Ph.D. antes de ingressar na Technische Universität Berlin. "Ao entender esses caminhos e sua importância relativa, torna-se mais fácil desenvolver técnicas de mitigação de NOx", diz Bohon.

Os pesquisadores usaram fluorescência induzida por laser planar (PLIF) para medir a produção de NOx em toda a chama, comparando os combustíveis com álcool com um substituto de combustível fóssil alcano. A técnica ajudou a equipe a diferenciar as vias de produção não-térmicas de NOx, que dominam no início da chama, das vias de produção de NOx térmico, que ocorrem principalmente na região pós-chama de alta temperatura.

"Esses tipos de medições diretas são muito difíceis de realizar", diz Bohon. "Mas eles são importantes porque mostram diretamente as diferenças na formação de NO não-térmico entre as duas classes de combustível." Cerca de 50% menos NO não-térmico foi produzido nas chamas alcoólicas, observaram os pesquisadores. Eles também desenvolveram um algoritmo para identificar ainda mais as diferenças específicas de contribuição da via NOx entre o álcool e os alcano.

"Os combustíveis com álcool definitivamente têm aplicações em motores de combustão interna, onde os álcoois - especialmente o etanol - são adicionados à gasolina", diz Bohon. "Há muito potencial para usar misturas de combustíveis para mitigar o NOx", acrescenta.

Os pesquisadores da KAUST continuam a refinar sua compreensão mecanicista da produção de NOx, validando seus modelos usando diagnósticos baseados em laser, para "prever, entender e eventualmente mitigar as emissões de NOx", diz Roberts.

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