science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe kan elektriciteit het brandstofverbruik van mijn auto's verhogen?

Is er een manier om onze auto's efficiënter te maken zonder de hele motor te slopen? Reza Estakhrian/Taxi/Getty Images

Al decenia, wetenschappers hebben gewerkt aan het verhogen van de efficiëntie van verbrandingsmotoren. Vanuit het oogpunt van vervuiling en energieafhankelijkheid, waterstof en elektriciteit zijn veel te verkiezen energiebronnen dan benzine, maar ze vereisen volledig nieuwe motoren. Die nieuwe motoren zijn duur -- en ze hebben nieuwe auto's nodig, die nog duurder zijn. Maar als we de efficiëntie van de huidige motoren zouden kunnen verhogen door simpelweg een onderdeel aan het proces toe te voegen, dat zou een goede eerste stap zijn om de planeet en ons geld te redden.

Het zal je misschien verbazen dat er dergelijke onderdelen op de markt zijn. Een relatief populaire gebruikt magnetisme . Het idee achter dat extra apparaat is dat het toepassen van een magnetisch veld op brandstof de elektrische eigenschappen ervan verandert, en die wijziging verhoogt het brandstofverbruik en het aantal pk's met 10 tot 20 procent. Dit magnetische stuk wordt aan de buitenkant van de brandstofleiding geklemd om het veld aan te leggen voordat de brandstof in de motor wordt geïnjecteerd voor verbranding. Dus waarom hebben we deze magneten niet allemaal in onze auto's? Omdat er een gebrek is aan hard bewijs dat het concept werkt [bron:Powell].

Andere apparaten zijn betrouwbaarder, maar moeilijker te installeren. Bijvoorbeeld, je kunt een aanvragen elektrostatische lading naar de brandstof bij het mondstuk van de brandstofinjector. De elektrostatische lading vermindert de viscositeit van de brandstof door ervoor te zorgen dat alle brandstofatomen een negatieve lading krijgen. De atomen stoten elkaar dan af, en de brandstof wordt dunner in consistentie. De brandstof valt uiteen in kleinere deeltjes wanneer de brandstofinjector het uitspuugt, en kleinere deeltjes verbranden vollediger. Deze theorie wordt goed ontvangen in de wetenschappelijke gemeenschap. Het probleem is, deze aanpak vereist een heel andere brandstofinjector dan wat momenteel in automotoren is ingebouwd. Hetzelfde geldt voor een apparaat dat de brandstofviscositeit verlaagt door meer druk op de brandstof uit te oefenen. Ook hiervoor is een nieuw type injector nodig. Het is geen simpele vervanging.

Recent onderzoek, Hoewel, heeft een soortgelijk principe toegepast op een manier die gemakkelijker te implementeren is in onze motoren. Het gebruikt elektriciteit, te, maar past het op een andere manier toe. In dit artikel, we zullen ontdekken wat wetenschappers hebben ontdekt over brandstof en in hoeverre de ontdekking de brandstofefficiëntie van onze auto's zou kunnen verbeteren. De innovatie is gebaseerd op iets genaamd elektroreologie .

Elektrorheologie:laad het op

Het toepassen van elektriciteit op brandstof kan de viscositeit ervan verminderen. Jeffrey Coolidge/Iconica/Getty Images

reologie is de studie van hoe vloeistoffen - meestal vloeistoffen - stromen als reactie op bepaalde stimuli. Elektroreologie bestudeert hoe vloeistoffen reageren op toegepaste elektriciteit. In het geval van een uitvinding van Temple University, geïntroduceerd in september 2008, de vloeistof is fossiele brandstof.

De innovatie is gebaseerd op wat eigenlijk een vrij nieuw natuurkundig principe is -- dat het toepassen van elektriciteit op brandstof de viscositeit kan verminderen, niet alleen door negatieve ladingen te geven, maar ook door de positie van brandstofmoleculen te veranderen [bron:Tao]. Bij de nieuwe uitvinding dit tweede effect is belangrijker dan het eerste.

De elektrorheologische theorie aan het werk gaat ongeveer als volgt:wanneer je brandstof met elektriciteit zapt, de moleculen hebben de neiging om opnieuw uit te lijnen. Maar brandstof bestaat uit veel verschillende soorten moleculen, en de verschillende typen reageren verschillend op de spanning. Grotere moleculen groeperen zich in kleine bundels, terwijl kleinere deeltjes niet zo veel clusteren. Het resultaat is een minder stroperige vloeistof, omdat de grootste moleculen meer verspreid zijn. Dunnere brandstof valt uiteen in een fijnere nevel wanneer deze de verstuiver raakt.

Waarom is dit zo belangrijk? Eerst, want hoe kleiner de ingespoten brandstofdeeltjes, hoe meer oppervlakte in direct contact komt met zuurstof. De deeltjes branden vollediger, waardoor de motor meer energie kan halen uit elke portie brandstof. Tweede, het vermindert de hoeveelheid vervuiling die uit onze auto's stroomt, omdat de meeste schadelijke emissies het gevolg zijn van het niet volledig verbranden van de brandstof [bron:Tao].

Het belangrijkste van deze uitvinding is hoe gemakkelijk het zou zijn om het aan onze auto's toe te voegen. de spanning, 1 kV/mm, wordt aangebracht in de brandstofinjector door twee stukken metalen gaas, een positief geladen, de andere negatief, op een onderlinge afstand van 1 centimeter [bron:GCC]. De stukjes gaas kunnen eenvoudig in een bestaande brandstofinjector worden gestoken, geplaatst voordat de brandstof de verstuiver raakt. De kosten, dan, relatief laag zou zijn. Het andere grote pluspunt is dat het heel weinig stroom gebruikt om de spanning te creëren, dus het doet niet veel af aan de accu van de auto.

Zodat we dit zonder al te veel moeite in onze auto's kunnen stoppen. Maar naar hoeveel verbetering kijken we? Het is behoorlijk belangrijk, tot een sprong van 20 procent in brandstofefficiëntie wanneer getest op een dieselmotor. Onderzoekers hebben een toename van 15 procent gevonden op gewone benzine [bron:Tao].

Voor een dergelijke recente ontwikkeling het lijkt erop dat we niet te lang hoeven te wachten op een kans om het uit te proberen. De Temple-onderzoekers hebben het patent al verhuurd aan Save the World Inc. De mensen van Save the World werken aan ontwikkeling, met plannen om het onderdeel massaal te testen in samenwerking met een in Pennsylvania gevestigd transportbedrijf. Ze verwachten een verhoging van de brandstofefficiëntie tot 12 procent, wat het extra voordeel zou kunnen hebben dat de prijzen worden verlaagd van alle spullen die die vrachtwagens naar een winkel bij u in de buurt vervoeren [bron:ScienceDaily].

Voor veel meer informatie over elektrorheologie, brandstofefficiëntie, automotoren en aanverwante onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

WetenschapElektriciteitHoe elektriciteit werktWetenschapToekomstige ruimteHoe kan de maan elektriciteit opwekken?WetenschapGroene wetenschapHoe kan elektriciteit het brandstofverbruik van mijn auto verhogen?WetenschapEnergieproductieHoe elektriciteit terug te verkopen aan het netWetenschapGroene wetenschapWe kunnen afgekeurde tomaten gebruiken om elektriciteit op te wekken, Nieuwe onderzoeksresultaten GezondheidHersenen en centraal zenuwstelselHoe maakt het lichaam elektriciteit - en hoe gebruikt het het? AutobrandstofverbruikHoe kan een verkeersdrempel elektriciteit oogsten? ElektronicaAudio- en muziekgadgetsKan een T-shirt geluid omzetten in elektriciteit?

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe automotoren werken
  • Kan koolstofvezel de oliecrisis oplossen?
  • Is ethanol echt milieuvriendelijker dan gas?
  • Grassoline:kunnen we auto's van brandstof voorzien met gras?
  • Is waterstofbrandstof gevaarlijk?

Meer geweldige links

  • Energie en brandstoffen:elektrorheologie leidt tot efficiënte verbranding - 12 september 2008
  • Alliantie voor gezondheidseducatie voor het leven en een lang leven:magnetische water- en brandstofbehandeling:mythe, Magie, of reguliere wetenschap?

bronnen

  • Powell, Mike R. Magnetische water- en brandstofbehandeling:mythe, Magie, of reguliere wetenschap? Alliantie voor gezondheidseducatie voor leven en een lang leven. http://www.heall.com/healingnews/may/magnetic_treatment.html
  • Reality Check - Een nieuw brandstofbesparend apparaat. Nieuwe energie en brandstof. 1 oktober 2008. http://newenergyandfuel.com/http:/newenergyandfuel/com/2008/10/01 /reality-check-%E2%80%93-a-new-fuel-saving-device/
  • Onderzoekers ontdekken dat een elektrorheologisch apparaat in de brandstofleiding het brandstofverbruik kan verhogen. Congres over groene auto's. 24 september 2008. http://www.greencarcongress.com/2008/09/researchers-fin.html
  • Tao, R, et al. Elektrorheologie leidt tot efficiënte verbranding. Energie en brandstoffen. 12 sept. 2008. http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ef8004898
  • Wilt u een betere kilometerstand? Eenvoudig apparaat dat elektrisch veld gebruikt, kan de gasefficiëntie tot 20% verhogen. WetenschapDagelijks. 26 september 2008. http://www.sciencedaily.com/releases/2008/09/080925111836.htm