نانوذرات، روان کننده، کاهش اصطکاک

اخیراً بیشتر تلاش ­ ها برای كاهش آلودگی در جهان بر روی موتورهای دیزلی متمركز شده‌‌‌‌است. این موتورها منبع اصلی نیرو در جهان برای موتورهای تا ۵۰۰۰ اسب بخار مانند اتوبوس ­ های شهری می‌باشند . این موتورها ذرات بیشتری را نسبت به موتورهای بنزینی مجهز به مبدل­های كاتالیستی منتشر می‌كنند. در مطلب زیر انواع نانوافزودنی‌های سوخت دیزل بررسی می‌شود:
افزودنی‌های سوخت، موادی هستند كه به سوخت اضافه می‌شوند تا انتشار ذرات آلاینده خروجی اگزوز ( (PM را كاهش دهند و تغییراتی در تولید CO ، NO x و HC ایجاد كنند. بكاربردن بعضی از این افزودنی‌ها باعث ۱۵ تا ۲۰ درصد كاهش در میزان ذرات آلاینده( PM ) شده است. این كاهش می‌تواند نزدیك به ۹۹ درصد شود زمانی كه با کاتالیست DPF استفاده می‌شود. بعضی افزودنی‌ها میزان هیدروكربن‌های آروماتیک چندهسته‌ای را به میزان ۸۰ درصد كاهش می‌دهند.
افزودنی‌ها می‌توانند از مقدار ۱۰ppm (ده ذره در میلیون) تا ۱۰۰ppm در سوخت تغییرات مقدار داشته باشند. افزودنی‌ها كاهش قابل ملاحظه‌ای در دمای احتراق دود ایجاد می‌كنند. جمع‌بندی اطلاعات منتشرشده در این زمینه بیانگر كاهش مصرف سوخت از ۵ تا ۷ درصد بواسطه حضور افزودنی‌‌های سوخت می‌باشد.
افزودنی‌هایی كه به سوخت دیزل اضافه می‌شوند تا در دوده حذف شده در فیلترها، دمای اشتغال خروجی را كاهش دهند، كاتالیست‌ حاوی سوخت FDC خوانده می‌شوند. این افزودنی‌ها همراه كاتالیست‌های فعال و غیرفعال استفاده می‌شود. در ادامه ویژگی‌های انواع نانوافزودنی‌های سوخت دیزل ذكر می‌شود.
نانوافزودنی‌ها با پایه سریم
این افزودنی‌ها به همراه فیلترهای مناسب استفاده می‌شوند. غلظت این افزودنی می‌تواند بین ۲۰ تا ۱۰۰ppm باشد. غلظت‌‌های بالای این افزودنی مشكلاتی همچون افزایش فشار برگشت ایجاد كرده است. با توجه به پیشرفت مواد نانوپودرها، این افزودنی به فرم نانوپودر تولید شده است كه باعث افزایش كارایی این افزودنی‌ها شده است به طوری كه این نانوافزودنی باعث كاهش ذرات آلاینده ( PM ) از ۷۰ تا ۹۸ درصد شده است. با استفاده از این افزودنی، میزان NOx تغییر نكرده است و باعث افزایش مصرف سوخت به میزان۷/۴ می‌شود. افزودنی‌های پایه سریم در اروپا به صورت گسترده استفاده می‌شود فیلترهای جدید شركت پژو متناسب با این افزودنی طراحی شده‌اند. علاوه بر آن، این افزودنی‌ها در تجهیزات جاده‌ای و غیرجاده‌ای استفاده شده است.
نانوافزودنیها با پایه پلاتینیم
افزودنی‌های با پایه پلاتینیم همواره با فلز دیگری استفاده می‌شوند. این افزودنی نیز، در مقیاس نانو تولید شده است. این نانوپودرها توانسته‌اند میزان ذرات آلاینده ۲۵ درصد هیدروكربن‌ها ۳۵ درصد، مونوكسید كربن ۲۵ درصد و میزان NO x ۲۵ درصد را كاهش می‌دهند. همچنین این افزودنی‌ها در حدود ۵ تا ۷ درصد كاهش مصرف سوخت ایجاد كرده‌اند. در ماشین‌های دیزلی سنگین، این افزودنی در حال حاضر در اروپا در مصارف جاده‌ای، غیرجاده‌ای و ثابت در حال استفاده می‌باشد.
افزودنی با پایه آهن
نانو افزودنی پایه آهن باعث افزایش عدد اكتان و كاهش دمای اشتغال می‌شود. در صورتی كه میزان مصرف سوخت را ۸۵/۰ درصد افزایش می‌دهد. این افزودنی در حال حاضر در كشور آلمان استفاده می‌شود. استرالیا و سوئد را نیز بیش از ۵ سال است كه از آن استفاده می‌كنند.

نویسنده :
عباس تورانی

منبع : ستاد ویژه توسعه فناوری نانو