Het doel van het creëren van een schonere brandstof voor vliegtuigmotoren is het creëren van een vonk bij UBC Okanagan.

Een team van onderzoekers dat de verbrandingssnelheid van nanomaterialen in vloeibare brandstoffen bestudeert, gelooft dat ze een recept hebben gecreëerd voor een schoon brandende, energieverhogende vliegtuigbrandstof. Het project is een samenwerking tussen het Combustion for Propulsion and Power Laboratory (CPPL) van de School of Engineering en het Nanomaterials and Polymer Nanocomposites Laboratory.

In de CPPL kijken onderzoekers naar een heldere, consistente vlam terwijl deze danst over draden met druppeltjes vloeibare brandstof verrijkt met nanomaterialen. Het team onderzoekt de verbrandingseigenschappen van microscopisch grafeenoxide in brandstof.

Hun experiment meet de ontstekingsvertraging, verbrandingssnelheid en snelheid waarmee de grafeendeeltjes en brandstof scheiden in kleinere deeltjes.

"In samenwerking met onze industriepartner, ZEN Graphene Solutions, beoordelen we hoe de verbrandingssnelheid van dit mengsel de verbrandingseigenschappen mogelijk kan verbeteren", legt hoofdauteur en promovendus Sepehr Mosadegh uit.

Mosadegh en zijn supervisor, assistent-professor Dr. Sina Kheirkhah, ontwikkelen technologie, tools en kennis voor de volgende generatie energie- en ruimtevaartgerelateerde toepassingen. In dit geval hopen ze dat hun resultaten zullen leiden tot een toekomst van schonere en krachtigere vliegtuigen.

"Als het op brandstof aankomt, zijn we altijd op zoek naar een consistente respons van de brandstof binnen belangrijke parameters, aangezien ze betrekking hebben op hoe het ontbrandt, verbrandt en kracht behoudt", zegt Mosadegh. "De meeste mensen hebben een algemeen begrip van de samenstelling van benzine en vliegtuigbrandstof, en dat het een mengsel is van veel koolwaterstoffen. Maar ze denken misschien niet na over hoe het combineren van deze met nanomaterialen en het verbranden ervan kan resulteren in aanzienlijk krachtigere en schonere motoren. "

Met behulp van ultrasnelle en geïntensiveerde camera's en microscopie-analyse konden de onderzoekers de verbrandingssnelheid van de gedoteerde brandstof bestuderen. Ze ontdekten dat de toevoeging van grafeenoxide-nanomaterialen aan ethanol de verbrandingssnelheid met ongeveer acht procent verbeterde. Deze verbetering van de verbranding, zo leggen de onderzoekers uit, kan helpen de CO2-voetafdruk van vliegtuigen te verminderen. En maak tegelijkertijd vliegtuigen krachtiger.

"Het recept voor het koken van de nanomaterialen is ontwikkeld door de co-auteur van deze studie Ahmad Ghaffarkhah, die in ons partnerlab werkt", zegt Dr. Kheirkhah. "We have published the results for doped ethanol, and we have promising results for other liquid fuels such as jet A and diesel."

The addition of nanomaterials to liquid fuels alters the heat transfer and the fuel's evaporation rate, impacting the overall burning rate.

"However, getting just the right mixture of nanomaterials and liquid fuel is key to improving combustion. Particularly in aircraft engines," Dr. Kheirkhah adds.