Een verbinding gemaakt van het glycerol-bijproduct van de productie van biodiesel zou een schonere verbranding in voertuigmotoren kunnen bevorderen.

Wetenschappers van het Clean Combustion Research Center van KAUST onderzoeken het potentieel van glycerolafval van de productie van biodiesel om eenvoudigweg te worden omgezet in een schone, duurzame brandstof.

"Als een van 's werelds toonaangevende teams op het gebied van verbrandingsonderzoek en innovatie, we zijn altijd op zoek naar nieuwe brandstoffen en additieven die helpen de motorefficiëntie te maximaliseren en milieuvervuiling te minimaliseren, ", zegt onderzoekswetenschapper Binod Giri.

Bezorgdheid over de afnemende fossiele brandstofreserves en de milieuschade veroorzaakt door de huidige brandstoftechnologieën stimuleert de belangstelling voor duurzamere en schonere brandstoffen. Een belangrijke manier om de wereldwijde afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen, is door biodiesel te produceren uit afgewerkte plantaardige oliën en dierlijke vetten. Het verbranden van glycerolcarbonaat dat wordt gegenereerd uit de overtollige glycerol die wordt geproduceerd door de productie van biodiesel, biedt het extra voordeel dat de uitstoot van de roetdeeltjes die luchtwegaandoeningen veroorzaken, aanzienlijk wordt verminderd.

Dit werk aan glycerolcarbonaat ondersteunt ook het Vision 2030-initiatief van Saudi-Arabië, die tot doel heeft de economie van het Koninkrijk te diversifiëren van de huidige afhankelijkheid van de olie-industrie.

Giri legt uit dat dit onderzoek voortkomt uit het idee dat sommige van de koolwaterstoffen die uit ruwe olie worden gewonnen, die alleen waterstof en koolstof bevatten, kunnen worden vervangen door verbindingen die ook zuurstof bevatten. Naast het verminderen van de uitstoot van fijnstof, het verbranden van deze zuurstofhoudende verbindingen genereert minder koolstofdioxide, een broeikasgas dat verband houdt met de opwarming van de aarde.

Van zuurstofverbindingen is bekend dat ze branden met bijna nul roetuitstoot als het zuurstofgehalte meer dan 33 massaprocent is. Het zuurstofgehalte van glycerolcarbonaat is 59 procent. De onderzoekers gebruikten computationele analyse om het effect van verschillende drukken en temperaturen op de verbrandingsreacties te onderzoeken. Dit stelde hen in staat om omstandigheden te identificeren waarin glycerolcarbonaat schoon zal branden, terwijl ook de verbinding 3-hydroxypropanal wordt gegenereerd, waarvan bekend is dat het de productie van roet aanzienlijk vermindert.

"Onze resultaten laten zien dat glycerolcarbonaat een groot potentieel heeft om schonere verbranding te bevorderen als brandstofadditief, ’ besluit Giri.

Het onderzoeken van de chemie van brandstoffen onder motorrelevante extreme temperaturen en drukken is een grote uitdaging. De KAUST-onderzoekers werken samen met Milan Szori en Bela Viskolcz aan de Universiteit van Miskolc in Hongarije, die "twee toonaangevende teams samenbrengt met de expertise om de complexiteit van verbrandingschemie te begrijpen, ' legt Giri uit.

Verder onderzoek heeft tot doel om te onthullen hoe het mengen van glycerolcarbonaat met conventionele brandstoffen kan worden geoptimaliseerd. "Dit werk heeft het potentieel om de toekomstige richting van onderzoek naar brandstofmotoren te veranderen, ", zegt Aamir Farooq die dit werk begeleidde. Hij en zijn collega's zijn enthousiast over hun mogelijke bijdrage aan de ontwikkeling van schonere en groenere transportsystemen wereldwijd.