حسین حاجی آقاعلی زاده

تقاضای جهانی انرژی به دلیل رشد جمعیت و صنعتی شدن در حال افزایش است. به‌منظور برآورده ساختن تقاضای انرژی با در نظر گرفتن نگرانی جهانی، یافتن منابع سوخت جایگزین ضروری است. بیودیزل به دلیل پتانسیل بسیار زیاد آن برای تبدیل‌شدن به بخشی از ترکیب انرژی در آینده نزدیک و همچنین قابلیت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای یکی از بهترین انتخاب‌هاست. در میان افزودنی‌های موردمطالعه برای سوخت‌های بیودیزل و دیزل، نانو ذرات به‌عنوان افزودنی‌های جدید ظاهرشده‌اند، افزودن نانو ذرات بیولوژیکی به سوخت دیزل می‌تواند فرآیند احتراق را بهبود بخشد. اخیراً در کشورهای توسعه‌یافته از نانوبیوچار به‌عنوان افزودنی در موتورهای احتراق داخلی برای ارزیابی عملکرد و انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی استفاده می‌شود. نانوبیوچار یک کاندید عالی برای جایگزینی افزودنی‌های سوخت مبتنی بر فلزات معمولی است. لذا در این پژوهش، عملکرد و آلاینده‌های یک موتور دیزل تک سیلندر با استفاده نانوبیوچار در3 غلظت ( ppm30، 60 و 90) و در 3 سرعت مختلف (rpm2900، 3100 و 3300) به‌عنوان افزودنی در مخلوط سوخت دیزل-بیودیزل مورد بررسی قرار گرفت و با سوخت دیزل- بیودیزل به عنوان سوخت پایه مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با استفاده از مخلوط‌های سوخت نانو بیوچار توان موتور به طور متوسط به میزان 65/2 تا %68/6 و گشتاور موتور نیز به میزان 66/1 تا %4/9 افزایش پیدا کرد که این امر می‌تواند به دلیل اکسیژن دار بودن سوخت و احتراق کامل‌تر باشد. مصرف سوخت ویژه نیز از 31/17 تا %73/35 درصد کاهش پیدا کرده است که میتواند به این دلیل باشد که نتیجه کاتالیزوری نانوذرات باعث افزایش اکسیداسیون سوخت می‌شود که منجر به کاهش مصرف سوخت ویژه می‌شود. همچنین نتایج نشان داد که مخلوط سوخت B20-90 دارای بهترین عملکرد و کمترین مصرف سوخت ویژه می‌باشد. هم چنین آلاینده‌های خروجی اگزوز، هیدروکربن‌های نسوخته، منوکسید کربن اندازه گیری شد و نتایج کاهش مقادیر این آلاینده ها به ترتیب 26/6- تا %70/61- و 9/8- تا 81/36- را در مخلوط های سوخت نانو بیوچار نشان داد. این کاهش عمدتاً به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم نانوذرات و در نتیجه افزایش سرعت انتقال حرارت است. همچنین انتشار اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید کربن در مخلوط‌های سوخت نانو بیوچار به ترتیب 23/19- تا %99/60- و 03/15- تا %94/47- کاهش یافت.