Penelitian filter partikulat dapat memungkinkan lebih banyak kendaraan hemat bahan bakar

Anonim

Para peneliti mencari neutron untuk cara-cara baru untuk menghemat bahan bakar selama pengoperasian filter yang membersihkan jelaga, atau partikel berbasis karbon dan abu, yang dipancarkan oleh kendaraan.

Sebuah tim peneliti dari Energy and Transportation Science Division di Department of Energy's (DOE's) Oak Ridge National Laboratory (ORNL) sedang mempelajari jelaga dan pengambilan abu dan penghilangan dalam filter partikulat dengan pencitraan neutron, teknik yang cukup sensitif untuk mendeteksi lapisan halus dari bahan. Menggunakan instrumen Neutron Imaging Facility, beamline CG-1D, di Reaktor Isotop High Flux (HFIR) ORNL, mereka sedang menyelidiki struktur lapisan partikulat yang dihasilkan oleh serangkaian bahan bakar bensin.

Sejak 2007, peraturan emisi AS mensyaratkan filter partikulat untuk mengontrol jelaga dari kendaraan diesel. Sekarang, para peneliti sedang menyelidiki bagaimana menggunakan filter ini untuk mesin injeksi langsung bensin, yang melepaskan partikel lebih kecil daripada yang diproduksi oleh mesin diesel. Tim ORNL berangkat untuk menguraikan perbedaan antara cara diesel dan partikulat bensin berinteraksi dengan filter dan mempelajari cara terbaik untuk mengelola operasi filter di kedua kategori.

"Tujuan penelitian kami adalah memungkinkan kendaraan yang lebih efisien bahan bakar, apakah itu memahami bagaimana jelaga meregenerasi kendaraan diesel untuk meningkatkan ekonomi bahan bakar, atau mengevaluasi bagaimana filter bensin masa depan akan menangani jelaga, " kata Tods Toops ORNL.

Karena partikulat jelaga memiliki basis karbon, filter dapat dipulihkan ke keadaan semula dengan membuang material berbasis karbon melalui perlakuan panas dan metode oksidasi, yang kata peneliti Charles Finney "sebanding dengan oven pembersih mandiri." Proses penghapusan, yang dikenal sebagai "regenerasi, " membutuhkan injeksi bahan bakar tambahan yang mengurangi efisiensi bahan bakar.

Selain masalah dengan regenerasi jelaga yang efisien, para peneliti menghadapi tantangan dengan partikulat berbasis abu, yang tidak dapat diregenerasi dengan perlakuan panas. Partikel-partikel oksida logam ini menumpuk di filter dari waktu ke waktu dan menyumbat beberapa pori-pori filter. Akibatnya, tim berusaha untuk memahami bagaimana tingkat abu mempengaruhi pengumpulan jelaga.

Strategi mereka melibatkan pengoksidasi lebih dan lebih banyak materi partikulat dalam filter partikulat untuk melihat bagaimana regenerasi berlangsung dan bagaimana abu terakumulasi.

"Hasil utama dari studi neutron kami akan mengamati bagaimana lapisan partikel dikeluarkan selama langkah oksidasi berturut-turut, " kata peneliti Melanie DeBusk. "Gambar yang dihasilkan dari pekerjaan ini akan memungkinkan kita untuk melihat bagaimana ketebalan lapisan berubah sepanjang tahap oksidasi ini."

Ketika mereka terus mempelajari interaksi partikel karbon dan berbasis abu, para peneliti berharap temuan mereka bisa memiliki implikasi yang mendalam untuk kendaraan yang lebih bersih dan lebih aman.

menu
menu